了解聚酰亞胺(PI)
一、聚酰亞胺(Polyimide),縮寫為PI。
1、聚酰亞胺(PI)是主鏈含有酰亞氨基團(─C─N─C─)的聚合物。主要有兩大類:
脂肪族(實用性差、非商業(yè)化)
芳香族(獲得商業(yè)化的品種)
芳香族聚酰亞胺分為以下幾類:
均苯型、單醚型、雙醚酐型、聚醚酰亞胺(PEI)、聚雙馬來酰亞胺、降冰片烯二酸改性聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺(PAI)。
2、PI物理性能:
a、密度:1.36~1.43g/cm3;
b、無毒、無臭、無味、黃白色粉末或顆粒;
3、PI的不足之處有:加工性能較差,價格太高,在耐高溫塑料中是屬于高價位。近兩年,隨著數(shù)以億計的國有資本和民營資本的投入,使PI的發(fā)展無論是速度還是價格的快速走低都很快,特別是由軍品用途向民品用途方面的轉變很快。
純PI很少單獨使用,應用的PI多為其改性和復合品種:
1、PI+長(碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維)纖維增強的樹脂基復合材料;
2、PI+短切(碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維)+(聚四氟乙烯、石墨、二硫化鉬);
3、耐高溫聚酰亞胺膠粘劑;
4、耐高溫電子封裝材料;
5、耐高溫涂層或薄膜。
二、聚酰亞胺(PI)特性與應用
1、PI的特性:
(1) 阻燃性:PI為自身阻燃的聚合物,高溫下不燃燒。
(2) 機械性能(對溫度的敏感性小):
a、純PI機械性能不高,尤其沖擊強度比較低;
b、纖維增強后會大幅度提高:
沖擊強度:由27J/m增大到190J/m,增大10倍以上;
拉伸強度:由60Mpa增大到1200Mpa,增大20倍以上;
彎曲模量:由3.8Gpa 增大到80 Gpa,增大20倍以上;
c、高抗蠕變;
d、低熱膨脹系數(shù)、高尺寸穩(wěn)定;
e、耐磨性(VS45#鋼):1000轉時的磨耗量僅為0.04g(可填充F4、二硫化鉬后進一步改善);
f、具自潤性。
(3)優(yōu)異的熱性能:
a、耐高溫、耐低溫同時具備;
b、長期使用溫度:-200~300℃(第一代)~371℃(第二代)~426℃(第三代);
c、耐輻射
(4)突出的電性能:
a、介電常數(shù):通過設計可以降至2.4以下(超耐高溫塑料中綜合性能優(yōu)良的超低介電常數(shù)材料)。
b、介質(zhì)損耗因數(shù):10-3~10-4;
c、耐電弧性:128s~180s;
d、高電絕緣;
(5)環(huán)境性能(耐化學腐蝕性):
a、穩(wěn)定(耐):酸、酯、酮、醛、酚及脂肪烴、芳香烴、氯代烴等;
b、不穩(wěn)定:氯代聯(lián)苯、氧化性酸、氧化劑、濃硫酸、濃硝酸、王水、過氧化氫、次氯酸鈉;
2、聚酰亞胺(PI)應用范圍
耐高溫聚酰亞胺超級工程塑料具有很多其他工程塑料所沒有的優(yōu)異性能:耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、自潤滑、低磨耗、力學性能優(yōu)異、尺寸穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)小、高絕緣、低熱導、不熔融、不生銹,可在很多情況下替代金屬、陶瓷、聚四氟乙烯和工程塑料等,廣泛應用于石油化工、礦山機械、精密機械、汽車工業(yè)、微電子設備、醫(yī)療器械等領域,具有很好的性能價格比。典型的應用包括:
(1)高速高壓下具有低磨擦系數(shù)、耐磨耗性能的零部件;
(2)優(yōu)異抗蠕變或塑性變形的零部件;
(3)優(yōu)異自潤滑或油潤滑性能的零部件;
(4)高溫高壓下的液體密封零部件;
(5)高抗彎曲、拉伸和高抗沖擊性能的零部件;
(6)耐腐蝕、耐輻射、抗生銹的零部件;
(7)長期使用溫度超過300℃以上,短期達400~450℃的零部件。
(8)耐高溫(超過260℃)結構膠粘劑(改性環(huán)氧樹脂、改性酚醛樹脂、改性有機硅膠粘劑等耐溫不超過260℃的場合)
(9)微電子封裝用、應力緩沖保護涂層、多層互聯(lián)結構的層間絕緣、介電薄膜、芯片表面鈍化等。
三、聚酰亞胺(PI)加工工藝
多數(shù)PI的高性能部件(微電子封裝涂層、絕緣層、介電薄膜等除外)成型比較苛刻,尤其對設備的要求高。建議來圖來樣訂做,直接由我公司完成從材料→模具→加工→零部件的全套解決方案。