הפוליאימיד, הכלי הכל-עגול בחומרים פולימריים, עורר עניין של מכוני מחקר רבים בסין, וכמה מפעלים החלו גם לייצר - חומר פוליאמיד משלנו.
I. סקירה כללית
כחומר הנדסי מיוחד, נעשה שימוש נרחב בפולימיד בתעופה, תעופה וחלל, מיקרואלקטרוניקה, ננומטר, גביש נוזלי, קרום הפרדה, לייזר ותחומים אחרים.לאחרונה, מדינות מפרטות את המחקר, הפיתוח והניצול שלפוליאמידכאחד הפלסטיקים ההנדסיים המבטיחים ביותר במאה ה-21.פוליאימיד, בגלל המאפיינים הבולטים שלו בביצועים ובסינתזה, בין אם הוא משמש כחומר מבני או כחומר פונקציונלי, סיכויי היישום העצומים שלו הוכרו במלואם, והוא ידוע בתור "מומחה לפתרון בעיות" (פותר פרוציות ), ומאמין ש"ללא פוליאמיד, לא הייתה טכנולוגיית מיקרואלקטרוניקה היום".
שנית, הביצועים של פוליאמיד
1. לפי הניתוח התרמו-גרבימטרי של פוליאמיד ארומטי מלא, טמפרטורת הפירוק שלו היא בדרך כלל סביב 500 מעלות צלזיוס.לפולימיד המסונתז מביפניל דיאנהידריד ו-p-פנילנדיאמין יש טמפרטורת פירוק תרמי של 600 מעלות צלזיוס והוא אחד הפולימרים היציבים ביותר מבחינה תרמית עד כה.
2. פוליאמיד יכול לעמוד בטמפרטורה נמוכה במיוחד, כמו בהליום נוזלי ב-269 מעלות צלזיוס, הוא לא יהיה שביר.
3. פוליאמידבעל תכונות מכניות מצוינות.חוזק המתיחה של פלסטיק לא מלא הוא מעל 100Mpa, הסרט (Kapton) של הומופנילן פוליאמיד הוא מעל 170Mpa, ופוליאימיד מסוג ביפניל (UpilexS) עד 400Mpa.כפלסטיק הנדסי, כמות הסרט האלסטי היא בדרך כלל 3-4Gpa, והסיב יכול להגיע ל-200Gpa.על פי חישובים תיאורטיים, הסיבים המסונתזים על ידי phthalic anhydride ו-p-phenylenediamine יכולים להגיע ל-500Gpa, שני רק לסיבי פחמן.
4. זני פוליאמיד מסוימים אינם מסיסים בממיסים אורגניים ויציבים לחומצות מדוללות.זנים כלליים אינם עמידים להידרוליזה.חסרון זה לכאורה הופך את הפולימיד לשונה מפולימרים בעלי ביצועים גבוהים אחרים.המאפיין הוא שניתן לשחזר את חומר הגלם דיאנהידריד ודיאמין על ידי הידרוליזה אלקלית.לדוגמה, עבור סרט קפטון, שיעור ההחלמה יכול להגיע ל-80%-90%.שינוי המבנה יכול גם לקבל זנים די עמידים להידרוליזה, כגון עמידה ב-120 מעלות צלזיוס, 500 שעות רתיחה.
5. מקדם ההתפשטות התרמית של הפולימיד הוא 2×10-5–3×10-5℃, הפוליאימיד התרמופלסטי של גואנגצ׳נג הוא 3×10-5℃, סוג הביפניל יכול להגיע ל-10-6℃, זנים בודדים יכולים להיות עד 10- 7 מעלות צלזיוס.
6. לפולימיד עמידות גבוהה לקרינה, והסרט שלו בעל שיעור שימור חוזק של 90% לאחר הקרנת אלקטרונים מהירה 5×109rad.
7. פוליאמידבעל תכונות דיאלקטריות טובות, עם קבוע דיאלקטרי של כ-3.4.על ידי הכנסת פלואור או פיזור ננומטרים של אוויר בפולימיד, ניתן להפחית את הקבוע הדיאלקטרי לכ-2.5.הפסד דיאלקטרי הוא 10-3, חוזק דיאלקטרי הוא 100-300KV/mm, פוליאימיד תרמופלסטי של גואנגצ'נג הוא 300KV/mm, התנגדות נפח היא 1017Ω/cm.מאפיינים אלו נשארים ברמה גבוהה על פני טווח טמפרטורות ותדרים רחב.
8. פולימיד הוא פולימר מכבה עצמי עם קצב עשן נמוך.
9. לפולימיד יש מעט מאוד יציאת גז תחת ואקום גבוה במיוחד.
10. פוליאמיד אינו רעיל, יכול לשמש לייצור כלי שולחן ומכשירים רפואיים, ויכול לעמוד באלפי חיטוי.לפוליאמידים מסוימים יש גם תאימות ביולוגית טובה, למשל, הם אינם המוליטיים בבדיקת תאימות הדם ואינם רעילים בבדיקת ציטוטוקסיות חוץ גופית.
3. מספר דרכים לסינתזה:
ישנם סוגים וצורות רבות של פוליאמיד, וישנן דרכים רבות לסנתז אותו, כך שניתן לבחור אותו בהתאם למטרות יישום שונות.סוג זה של גמישות בסינתזה קשה גם לפולימרים אחרים להחזיק.
1. פוליאמידמסונתז בעיקר מאנהידרידים די-בסיסיים ודיאמינים.שני מונומרים אלו משולבים עם פולימרים הטרוציקליים רבים אחרים, כמו פולי-בנזימידאזול, פולי-בנזימידאזול, פולי-בנזותיאזול, פוליקווינון בהשוואה למונומרים כמו פנולין ופוליקינולין, מקור חומרי הגלם רחב, וגם הסינתזה קלה יחסית.ישנם סוגים רבים של דיאנהידרידים ודיאמינים, וניתן להשיג פוליאמידים בעלי תכונות שונות בשילובים שונים.
2. ניתן לרכז פוליאמיד בטמפרטורה נמוכה על ידי דיאנהידריד ודיאמין בממס קוטבי, כגון DMF, DMAC, NMP או THE/Methanol ממס מעורב, לקבלת חומצה פוליאמית מסיסה, לאחר היווצרות סרט או ספינינג חימום לכ-300 מעלות צלזיוס עבור התייבשות ומחזוריות לפוליאימיד;ניתן להוסיף לחומצה פוליאמית גם זרזי אנהידריד אצטי ואמין שלישוני לצורך התייבשות כימית ומחזוריות לקבלת תמיסה ואבקה של פוליאמיד.דיאמין ודיאנהידריד ניתן גם לחמם ולעיבוי רב בממס עם נקודת רתיחה גבוהה, כגון ממס פנולי, כדי לקבל פוליאמיד בשלב אחד.בנוסף, ניתן לקבל פוליאמיד גם מתגובה של אסטר חומצה די-בסיסית ודיאמין;ניתן גם להמיר אותו מחומצה פוליאמית לפוליאימיד תחילה, ולאחר מכן לפוליאימיד.כל השיטות הללו מביאות נוחות לעיבוד.הראשונה נקראת שיטת PMR, אשר יכולה לקבל צמיגות נמוכה, תמיסה מוצקה גבוהה, ובעלת חלון עם צמיגות נמס נמוכה במהלך העיבוד, המתאים במיוחד לייצור חומרים מרוכבים;האחרון עולה על מנת לשפר את המסיסות, לא משתחררות תרכובות נמוכות מולקולריות במהלך תהליך ההמרה.
3. כל עוד הטוהר של דיאנהידריד (או טטרה-חומצה) ודיאמין מוכשר, לא משנה באיזו שיטת פוליקונדנסציה משתמשים, קל להשיג משקל מולקולרי גבוה מספיק, וניתן להתאים את המשקל המולקולרי בקלות על ידי הוספת יחידת אנהידריד או יחידת אמין.
4. פולי עיבוי של דיאנהידריד (או טטרה-חומצה) ודיאמין, כל עוד היחס המולארי מגיע ליחס שווה-מולרי, טיפול בחום בוואקום יכול להגדיל מאוד את המשקל המולקולרי של הפרה-פולימר המוצק במשקל מולקולרי נמוך, ובכך לשפר את העיבוד ויצירת האבקה.בואו בנוחות.
5. קל להחדיר קבוצות תגובתיות בקצה השרשרת או בשרשרת ליצירת אוליגומרים פעילים, ובכך להשיג פוליאמיד תרמוסטט.
6. נצלו את קבוצת הקרבוקסיל בפוליאימיד לביצוע אסטריפיקציה או יצירת מלח, והכנסו קבוצות רגישות לאור או קבוצות אלקיל ארוכות שרשרת לקבלת פולימרים אמפיפיליים, שניתן להשתמש בהם כדי להשיג פוטו-רזיסטים או לשמש בהכנת סרטי LB.
7. התהליך הכללי של סינתזה של פוליאמיד אינו מייצר מלחים אנאורגניים, מה שמועיל במיוחד להכנת חומרי בידוד.
8. הדיאנהידריד והדיאמין כמונומרים קלים לביצוע תחת ואקום גבוה, כך שקל ליצור אותםפוליאמידסרט על חלקי עבודה, במיוחד מכשירים עם משטחים לא אחידים, על ידי שקיעת אדים.
זמן פרסום: פברואר 06-2023