聚酰亚胺ppt47557

1、聚酰亚胺聚酰亚胺l目前工程塑料中耐热性最好的一种目前工程塑料中耐热性最好的一种l聚酰亚胺是目前产量最大的一类耐热树脂。聚酰亚胺是目前产量最大的一类耐热树脂。l被称为是被称为是解决问题的能手解决问题的能手l没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术l21世纪最有希望的工程塑料之一世纪最有希望的工程塑料之一引 言1CONTENTS目录聚酰亚胺的发展简史1聚酰亚胺的分子结构与合成2聚酰亚胺的结构与性能3聚酰亚胺的性能与应用4聚酰亚胺的研究进展5首次合成BogertBogert和和 IRenshaw IRenshaw 以以 4- 4- 氨基邻苯二甲酸酐或氨基邻苯二甲酸酐或

2、 4- 4- 氨基邻苯二甲酸氨基邻苯二甲酸二甲酯开展分子内缩聚反应，制得了芳香族聚酰亚胺。二甲酯开展分子内缩聚反应，制得了芳香族聚酰亚胺。19081908年年开始推广应用19551955年美国年美国DuPontDuPont公司公司EdwardsEdwards与与RobisonRobison申请了世界上第一篇有关申请了世界上第一篇有关聚酰亚胺在材料应用方面的专利聚酰亚胺在材料应用方面的专利4040至至5050年代年代实现商品化1961 年杜邦公司采用芳香族二胺和芳香族二配的缩合反应，用二步法工艺合年杜邦公司采用芳香族二胺和芳香族二配的缩合反应，用二步法工艺合成了聚均苯四甲酰亚胺薄膜成了聚均苯四甲

3、酰亚胺薄膜(Kapton)，并于，并于1961年正式实现了年正式实现了PI的工业化。的工业化。1969年法国罗纳年法国罗纳-普朗克公司普朗克公司(Rhone-Poulene)首先开发成功双马来酰亚胺首先开发成功双马来酰亚胺预聚体预聚体(Kerimid 601),它是先进复合材料的理想基体树脂。它是先进复合材料的理想基体树脂。美国国家航空航天局美国国家航空航天局(NASA)在在70年代研制成功的年代研制成功的PMR热固性聚酰亚胺树脂较热固性聚酰亚胺树脂较好地解决了材料难于加工的问题。好地解决了材料难于加工的问题。6060至至8080年代年代8080年代以来年代以来聚酰亚胺的发展简史1蓬勃发展阶段

4、提高耐热性提高耐热性NASA研究出的苯并口恶唑酰亚胺薄膜材料热分解温度为600,在460加热4 h,失重仅为1.878%,在航空航天领域有很大用途。改善不熔性改善不熔性改变线膨胀系数改变线膨胀系数聚酰亚胺的发展简史1美、日、法等国从 1965 年开始研究，聚可溶性聚酰亚胺的耐热性一般，但是可以提高其溶解性，同时可熔融成型，有效降低了成本。绝缘性能优良，可用于电子工业。日本宇部兴产公司先后发展了聚联苯四甲酰亚胺Upilex R 和Upilexs，其薄膜制品的线涨系数，达到接近单晶硅和金属铜的线涨系数，成为覆铜箔薄膜的最佳选材，可广泛应用于柔性印刷线路版，是聚酰亚胺电子薄膜划时代的巨大进步。聚酰亚

5、胺(Polyimide,PI)是指高分子主链上含有亚胺环的一类高聚物,由含二胺和二酐的化合物经逐步聚合制备,结构式如图所示例如：当R=R=O聚酰亚胺的分子结构与合成2聚酰亚胺（PI） 是一族聚合物的总称 , 理论上 它们可以由任何一种二酐和二胺 ,在一种适宜的溶剂里合成；分子特征为主链上含有酰亚胺环的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。反应通式如下：聚酰亚胺的分子结构与合成2例如：当OOCCOONH2OCCOOn+ n2HNOHNCCOONHCCOOnHOOH(PAA)ONCCOONCCOOn(PI)R=R=O聚酰亚胺的分子结构与合成2聚酰亚胺的结构与性能3含氮五元杂环芳杂环芳

6、杂环的共轭效应芳杂环的共轭效应高耐热性、高耐热性、热稳定性、热稳定性、高力学性能高力学性能（高温下保持率很高高温下保持率很高）含氮五元杂环和芳含氮五元杂环和芳杂环杂环分子链刚性大分子链刚性大分子间作用力强分子间作用力强ONCCOONCCOOn聚酰亚胺的性能与应用4拉伸、弯曲、压缩强度较高；拉伸、弯曲、压缩强度较高；突出的抗蠕变性，尺寸稳定性。突出的抗蠕变性，尺寸稳定性。a.力学性能：力学性能：主链键能大，不易断裂分解主链键能大，不易断裂分解,耐高温。耐高温。耐低温性好，很低的热膨胀系数耐低温性好，很低的热膨胀系数b.热性能：热性能：优良的电绝缘性能。优良的电绝缘性能。偶极损耗小，耐电弧晕性突出

7、，偶极损耗小，耐电弧晕性突出，介电强度高，随频率变化小介电强度高，随频率变化小c.电性能：电性能：d.耐化学药品性：耐化学药品性：e.耐辐射性：耐辐射性：耐油、有机溶剂酸耐油、有机溶剂酸强氧化剂作用下，发生氧化降解，强氧化剂作用下，发生氧化降解，不耐碱。不耐碱。碱和过热水蒸气作用下，发生水解碱和过热水蒸气作用下，发生水解经射线照射后，强度下降很小。经射线照射后，强度下降很小。自熄性聚合物，发烟率低自熄性聚合物，发烟率低2013年年3月月7日，全球首家，也是唯一一家轶纶生产日，全球首家，也是唯一一家轶纶生产商商长春高琦聚酰亚胺材料有限公司在北京主办了长春高琦聚酰亚胺材料有限公司在北京主办了一场特

8、殊的内部品鉴会，向国内主流户外媒体发布了一场特殊的内部品鉴会，向国内主流户外媒体发布了Orwonderils世界首款聚酰亚胺纤维套绒户外冲锋衣。世界首款聚酰亚胺纤维套绒户外冲锋衣。特点：金黄色，纤维本身的颜色特点：金黄色，纤维本身的颜色 保暖且火烧不着保暖且火烧不着 防风、防水系数的都是目前市面上最高的防风、防水系数的都是目前市面上最高的 使用透湿膜，使湿气迅速排出，不产生憋闷感使用透湿膜，使湿气迅速排出，不产生憋闷感纤维纤维：弹性模量仅弹性模量仅次于碳纤维，作为次于碳纤维，作为高高 温介质及放射性温介质及放射性物质的过滤材料和物质的过滤材料和防弹、防火织物。防弹、防火织物。聚酰亚胺在航空航天

9、中的应用图 2 为 美国AEC-Able 公司研制的20 m 太阳帆样机，由伸展臂和 4 块薄膜构成。薄膜采用LaC-CPI 热塑性聚酰亚胺复合材料，厚 3 5 m。热塑性聚酰亚胺复合材料在美国的超音速飞机计划中也得到了应用。NASA 在 1994 年开始超音速飞机研究，飞行时表面温度为 177 ，要求使用寿命为 60 000 h。现有的高温树脂基复合材料无法满足超音速飞机，已确定50 % 的结构材料为以热塑性聚酰亚胺为基体树脂的碳纤维增强复合材料，每架飞机的用量约为 30 t。下图为波音公司采用 IM7/PETI-5 材料制造的机身夹芯板。中国运载火箭技术研究院在长征三号甲运载火箭的气动机叶

10、片中采用了碳纤维增强的热塑性聚酰亚胺复合材料，该材料在低温、高速、干摩擦和高磨损等恶劣工作条件下表现优异，为长征三号甲运载火箭成功完成“嫦娥一号”探测卫星的发射做出了重要贡献。图为长征三号甲运载火箭。国内聚酰亚胺在航空航天中的应用现状 在微电子器件中的应用在微电子器件中的应用：用作介电层进行层间绝缘，作：用作介电层进行层间绝缘，作为缓冲层可以减少应力、提高成品率。作为保护层可以为缓冲层可以减少应力、提高成品率。作为保护层可以减少环境对器件的影响，还可以对减少环境对器件的影响，还可以对a-粒子起屏蔽作用，减粒子起屏蔽作用，减少或消除器件的软误差少或消除器件的软误差 液晶显示用的取向排列剂液晶显示用的取向排列剂：聚酰亚胺在：聚酰亚胺在TN-LCD、SHN-LCD、TFT-CD及未来的铁电液晶显示器的取向剂材料方及未来的铁电液晶显示器的取向剂材料方面都占有十分重要的地位。面都占有十分重要的地位。 电电-光材料光材料：用作无源或有源波导材料光学开关材料等，：用作无源或有源波导材料光学开关材料等，含氟的聚酰亚胺在通讯波长范围内为透明，以聚酰亚胺含氟的聚酰亚胺在通讯波长范围内为透明，以聚酰亚胺作为发色团的基体可提高材料的稳定性。作为发色团的基体可提高材料的稳定性。 薄膜薄膜：是聚酰亚胺最早的商品之一，用于电是聚酰亚胺最早的商品之一，用于电机的槽绝缘及电缆绕