聚酰亚胺的合成途径及中间体生产方式 | (除草安全剂) | 九游中心
告诉你聚酰亚胺的合成门路及应用。聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一,耐高温达 400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,无明显熔点,高绝缘性能。聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已宽泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。
聚酰亚胺的合成门路
聚酰亚胺品种繁多、模式多样,在合成上具有多种门路,因此能够根据各种应用目标进行选择,这种合成上的易变通性也是其他高分子所难以具备的。合成介绍如下:
1、聚酰亚胺主要由二元酐和二元胺合成,这两种单体与众多其他杂环聚合物,如聚苯并咪唑、聚苯并哑唑、聚苯并噻唑、聚喹哑啉和聚喹啉等单体比拟,原料来源广,合成也较容易。二酐、二胺品种繁多,不同的组合就能够获得不同性能的聚酰亚胺。
2、聚酰亚胺能够由二酐和二胺在极性溶剂,如DMF,DMAC,NMP或THE/甲醇混合溶剂中先进行低温缩聚,获得可溶的聚酰胺酸,成膜或纺丝后加热至300℃左右脱水成环转变为聚酰亚胺;也能够向聚酰胺酸中加入乙酐和叔胺类催化剂,进行化学脱水环化,得到聚酰亚胺溶液和粉末。二胺和二酐还能够在高沸点溶剂,如酚类溶剂中加热缩聚,一步获得聚酰亚胺。此外,还能够由四元酸的二元酯和二元胺反应获得聚酰亚胺;也能够由聚酰胺酸先转变为聚异酰亚胺,然后再转化为聚酰亚胺。这些办法都为加工带来方便,前者称为PMR法,能够获得低粘度、高固量溶液,在加工时有一个具有低熔体粘度的窗口,特别适用于复合材料的制造;后者则增加了溶解性,在转化的过程中不放出低分子化合物。
3、只要二酐(或四酸)和二胺的纯度合格,不论采用何种缩聚办法,都很容易获得足够高的分子量,加入单元酐或单元胺还能够很容易的对分子量进行调控。
4、以二酐(或四酸)和二胺缩聚,只要达到一等摩尔比,在真空中热处理,能够将固态的低分子量预聚物的分子量大幅度的提高,从而给加工和成粉带来方便。
5、很容易在链端或链上引入反应基团形成活性低聚物,从而得到热固性聚酰亚胺。
6、利用聚酰亚胺中的羧基,进行酯化或成盐,引入光敏基团或长链烷基得到双亲聚合物,能够得到光刻胶或用于LB膜的制备。
7、一般的合成聚酰亚胺的过程不产生无机盐,对于绝缘材料的制备特别有利。
8、作为单体的二酐和二胺在高真空下容易升华,因此容易利用气相沉积法在工件,特别是表面凹凸不平的器件上形成聚酰亚胺薄膜。
聚酰亚胺的应用
由于上述聚酰亚胺在性能和合成化学上的特点,在众多的聚合物中,很难找到如聚酰亚胺这样具有如此宽泛的应用方面,而且在每一个方面都显示了极为突出的性能。
1、薄膜:是聚酰亚胺最早的商品之一,用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料。主要产品有杜邦Kapton,宇部兴产的Upilex系列和钟渊Apical。透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的(甲氧咪草烟)电池底板。
2. 涂料:作为绝缘漆用于电磁线,或作为耐高温涂料使用。
3.先进复合材料:用于航天、航空器及火箭部件。是最耐高温的结构材料之一。例如美国的超音速客机计划所设计的速度为2.4M,飞行时表面温度为177℃,要求使用寿命为60000h,据报道已确定50%的结构材料为以热塑型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30t。
4.纤维:弹性模量仅次于碳纤维,作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹、防火织物。
5.泡沫化工中间体(氟草烟甲酯)农药中间体:用作耐高温隔热材料。