文档介绍：聚酰亚***
解决问题的能手
聚酰亚***作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来,各国都在将聚酰亚***的研究、开发及利用列入 21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚***,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其巨大的应用前景已经得到充分的认识,被称为是"解决问题的能手"(protion solver),并认为"没有聚酰亚***就不会有今天的微电子技术"。
聚酰亚***分类
聚酰亚***可分成缩聚型和加聚型两种
(1)缩聚型聚酰亚***缩聚型芳香族聚酰亚***是由芳香族二元***和芳香族二酐、芳香族四羧酸或芳香族四羧酸二烷酯反应而制得的
缺点缩聚型聚酰亚***的合成反应是在诸如二***甲酰***、N-***吡咯烷***等高沸点质子惰性的溶剂中进行的,而聚酰亚***复合材料通常是采用预浸料成型工艺,这些高沸点质子惰性的溶剂在预浸料制备过程中很难挥发干净,同时在聚酰***酸环化(亚***化)期间亦有挥发物放出,这就容易在复合材料制品中产生孔隙,难以得到高质量、没有孔隙的复合材料。因此缩聚型聚酰亚***已较少用作复合材料的基体树脂,主要用来制造聚酰亚***薄膜和涂料。
2 加聚型聚酰亚***
缩聚型聚酰亚***具有如上所述的缺点,为克服这些缺点,相继开发出了加聚型聚酰亚***。目前获得广泛应用的主要有聚双马来酰亚***和降冰片烯基封端聚酰亚***。通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低相对分子质量聚酰亚***,应用时再通过不饱和端基进行聚合。
①聚双马来酰亚***聚双马来酰亚***是由顺丁烯二酸酐和芳香族二***缩聚而成的。它与聚酰亚***相比,性能不差上下,但合成工艺简单,后加工容易,成本低,可以方便地制成各种复合材料制品。但固化物较脆。
②降冰片烯基封端聚酰亚***树脂其中最重要的是由NASA Lewis研究中心发展的一类PMR(for insitu polymerization of monomer reactants, 单体反应物就地聚合)型聚酰亚***树脂。RMR型聚酰亚***树脂是将芳香族四羧酸的二烷基酯、芳香族二元***和5-降冰片烯-2,3-二羧酸的单烷基酯等单体溶解在一种尝基醇(例如甲醇或乙醇)中,为种溶液可直接用于浸渍纤维。
聚酰亚***性能
1、全芳香聚酰亚***按热重分析,其开始分解温度一般都在500℃左右。由联苯四甲酸二酐和对苯二***合成的聚酰亚***,热分解温度达到600℃,是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。
2、聚酰亚***可耐极低温,如在-269℃的液态氦中不会脆裂。
3、聚酰亚***具有优良的机械性能,未填充的塑料的抗张强度都在100Mpa以上,均苯型聚酰亚***的薄膜(Kapton)为170Mpa以上,而联苯型聚酰亚***(Upilex S)达到400Mpa作为工程塑料,弹性膜量通常为3-4Gpa,纤维可达到200Gpa,据理论计算,均苯四甲酸二酐和对苯二***合成的纤维可达 500Gpa,仅次于碳纤维。
4、一些聚酰亚***品种不溶于有机溶剂,对稀酸稳定,一般的品种不大耐水解,这个看似缺点的性能却使聚酰亚***有别于其他高性能聚合物的一个很大的特点,即可以利用碱性水解回收原料二酐和二***,例如对于Kapton薄膜,其回收率可达80%-90%。改变结构也可以得到相当耐水解的品种,如经得起120℃,500 小时水煮。
5、聚酰亚***的热膨胀系数在2×10-5-3×10-5℃,广成热塑性聚酰亚***3×10-5℃,联苯型可达10-6℃,个别品种可达10-7℃。
6、聚酰亚***具有很高的耐辐照性能,其薄膜在5×109rad快电子辐照后强度保持率为90%。
7、聚酰亚***具有良好的介电性能,,引入***,或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚***中,。介电损耗为10-3,介电强度为100-300KV/mm,广成热塑性聚酰亚***为300KV/mm,体积电阻为1017Ω/cm。这些性能在宽广的温度范围和频率范围内仍能保持在较高的水平。
8、聚酰亚***是自熄性聚合物,发烟率低。
9、聚酰亚***在极高的真空下放气量很少。
10、聚酰亚***无毒,可用来制造餐具和医用器具,并经得起数千次消毒。有一些聚酰亚***还具有很好的生物相容性,例如,在血液相容性实验为非溶血性,体外细胞毒性实验为无毒。
聚酰亚***品种繁多、形式多样,在合成上具有多种途径,因此可以根据各种应用目的进行选择,这种合成上的易变通性也是其他高分子所难以具备的。
聚酰亚***主要由二元酐和二元***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较,原料来源广,合成也较容易。二酐、二***品种繁多,不同的组合就可以获得不同性能的聚酰亚***。
聚酰亚***可以由二酐和二***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***酸,成膜或纺丝后加