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聚醚酰亞胺PEI簡述

文章出處:未知 作者:admin 人氣: 发表时间:2016-04-29 11:33 【

聚醚酰亞胺
英文名 Polyetherimide,简称PEI
發展史
1972年美國GE公司開始研究開發PEI,經過10年時間試制、試用,于1982年建成5000噸生産裝置,並正式以商品Ultem在市場銷售。全世界年需要量爲10000噸左右。以後,爲提高産品的耐熱性,GE公司還開發了ULtemⅡ。由于ULtemⅡ中含有對苯二胺結構,致使玻璃化溫度(tg)從215°提高到227°,因而適應電子零件超小型電子管表面粘貼技術(SMT)的需要。該公司以開發了耐化學藥品品級CRS5000、電線被覆用品級有機矽共聚合體D9000。爲了進一步提高耐熱性、耐化學藥品性和流動性,該公司還開發了特種式程塑料合金,如PEI/PPS合金JD8901、PEI/PC合金D8001、D8007和SPEI/PA合金等。
上海市合成树脂研究所对聚醚酰亞胺的研究开发工作始于20世纪80年代初,现有10t/aPEI装置一套,目前处于供不应求状态。该所正准备建设100t/a PEI生产装置,以满足国防军工的需要。该所的聚醚酰亞胺YS30,结构中含有二苯醚二胺,其产品耐水解性能更佳。
生産方法
聚醚酰亞胺是由4,4′-二氨基二苯醚或间(或对)苯二胺与2,2′-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐在二甲基乙酰胺溶剂中经加热缩聚、成粉、亚胺化而制得。
在上述方法中,又可分成多硝基取代法和多環縮聚過程。前者首先進行環化反應,生成酰亞胺環,然後進行芳族親核硝基取代反應,形成柔性醚"鉸鏈"。後者是先進行環化反應,然後進行環化反應,聚合物的生成工序是多環縮聚過程。
PEI可用熔融縮聚法制備。這一方法從經濟上,生態和技術的觀點來看,都是有發展前途的。由于該法不使用溶劑,聚合物中不會含有溶劑,這對加工和使用都有重要意義。
PEI還可用連續法直接在擠出機制造。該法操作步驟是:起始化合物的混合物依次通過擠出機內具有不同溫度的區域,由單體混合的低溫區移向最終産品溶融的高溫區。環化反應生成的水,經適當的口孔從擠出機中不斷排出,通常在擠出機的最後區域借助真空減壓抽出。從擠出機的出料口可得到聚合物粒料或片材。還可在擠出機內直接使PEI和各種填料混合,制得以PEI爲主的配混料。
在這些方法中,溶液聚合是工業生産的方法。然而擠出機連續擠出聚合方法已由上海市合成樹脂研究所在小型裝置上開發成功,可以推向工業生産。
理化性能
聚醚酰亞胺具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高低温及耐磨性能,并可透过微波。加入玻璃纤维、碳纤维或其他填料可达到增强改性的目的。也可和其它工程塑料组成耐热高分子合金,可在-160~180℃使用。上海市合成树脂研究所企业标准SR-7001-86《YS30注塑型聚醚酰亞胺塑料》,主要性能指标见表3-47。
加工成型
聚醚酰亞胺可用注塑和挤出成型,且易后处理和用胶粘剂与各种焊接法同其它材料接合。由于熔融流动性好,通过注塑成型可以制取形状复杂的零件。加工前须在150℃充分干燥4小时,注塑温度为337~427℃,模具温度为65~117℃。YS30的注塑条件如下:
预热 150℃,4小时
料筒溫度:
前段 300~320℃
后段 330~410℃
注塑压力 60~100MPa
保压时间 5~30秒
冷却时间 5~30秒。
 
應用領域
聚醚酰亞胺具有优良的综合平衡性能,卓有成效地应用于电子、电机和航空等工来部门,并用作传统产品和文化生活用品的金属代用材料。
在电器、电子工业部门,聚醚酰亞胺材料制造的零部件获得了广泛的应用,包括强度高和尺寸稳定的连接件、普通和微型继电器外壳、电路板、线圈、软性电路、反射镜、高精度密光纤元件。特别引人注目的是,用它取代金属制造光纤连接器,可使元件结构最佳化,简化其制造和装配步骤,保持更精确的尺寸,从而保证最终产品的成本降低约40%。
耐沖擊性板材Ultem1613用于制飛機的各種零部件,如舷窗、機頭部部件、座件靠背、內壁板、門覆蓋層以及供乘客使用的各種物件。PEI和碳纖維組成的複合材料已用于最新直升飛機各種部件的結構。
利用其優良的機械特性、耐熱特性和耐化學藥品特性,PEI被用于汽車領域,如用以制造高溫連接件、高功率車燈和指示燈、控制汽車艙室外部溫度的傳感器(空調溫度傳感器)和控制空氣和燃料混合物溫度的傳感器(有效燃燒溫度傳感器)。此外,PEI還可用作耐高溫潤滑油侵蝕的真空泵葉輪、在180℃操作的蒸镏器的磨口玻璃接頭(承接口)、非照明的防霧燈的反射鏡。
聚醚酰亞胺泡沫塑料,用作运输机械飞机等的绝热和隔音材料。
PEI耐水解性優良,因此用作醫療外科手術器械的手柄、托盤、夾具、假肢、醫用燈反射鏡和牙科用具。
在食品工業中,用作産品包裝和微波爐的托盤。
PEI兼具优良的高温机械性能和耐磨性,故可用于制造输水管转向阀的阀件。由于具有很高的强度、柔韧性和耐热性,PEI是优良的涂层和成膜材料,能形成适用于电子工业的涂层和薄膜,并可用于制造孔径< 0.1μm、具有高渗透性的微孔隔膜。还可用作耐高温胶粘剂和高强度纤维等。

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