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聚酰亚胺材料发展简史
日期:2023-05-30  人气:203

      聚酰亚胺,英文名称Polyimide(Pt),是分子主链中含有酰亚胺基团的芳杂环聚合物,其通式如下:

式中Ar及Ar’代表芳基。

      聚酰亚胺总体上可分为缩合型聚酰亚胺和加成型聚酰亚胺两类。而前者又可分为线型热固性聚酰亚胺 (不熔不溶或可溶不熔)和热塑性聚酰亚胺;而后者按反应基团的不同,有降冰片烯封端的,乙炔封端的,马来酸酐封端的和苯并环丁烷封端的聚酰亚胺等,这一类聚酰亚胺基本上都属于热固性材料。

      聚酰亚胺做为芳杂环聚合物,在耐热工程塑料中占有极为重要的地位,是目前工程塑料中耐热性比较好的品种之一。

      近年来,随着宇航及超音速飞机等尖端技术的迅速发展,对材料的使用提出了更高的要求,除了要求使用具有一般性能的合成材料外,还需要大量使用具有高耐热性、同时又具有优异综合性能的合成材料。为了适应这种需要,多年来,耐热性高聚物一直是人们研制开发的重要课题之一。其中,特别引人瞩目的是在分子主链上含有稳定结构单元的五元和六元杂环聚合物,现在已经成为具有突出耐热性和综合性能的聚合物的一大体系。其主要的研究方向是芳杂环聚合物,如聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯并噻唑等。高分子结构也相应地从线型到半梯形以至梯形,耐温性逐渐提高。但是复杂梯形结构高分子的合成烦琐,后处理不便,在结构中易存在缺陷(如杂质、舞构不完整),往往使其耐热性难以实现,且成本很高,因此真正具有使用性的丽苣热高分子屈指可数。而聚酰亚胺树脂是一类半梯形结构的耐热商分子,合成简单,成芦低,力学及电学性能等优异。聚酰亚胺在六十年代初首先由美国“Du Pont”公司实现二业化。它自问世以来一直为科学家所重视,如今已在各个领域获得广泛的应月壬.且范围不断扩展。事实上,在整个芳杂环聚合物中实现工业化且真正形成较大严量的,至今仍只有聚酰亚胺一种。

      聚酰亚胺的发展经历了一段榧妥的时间。早在十九世纪末,人们就发现了**个芳杂环聚合物聚苯并咪唑,但篚{二它不溶不熔,成型困难,因此一直未能得到发展。1908年,Bogert和Rensho通过加热4一氨基邻苯二甲酸酐或4一氨基邻苯二甲酸二甲酯,经脱水或脱醇。言先制得了聚酰亚胺类环链聚合物。到四十年代前后,又相继出现了含脂肪链的聚酰亚胺和聚=恶二唑等,但由于这些聚合物的热稳定性和耐水解性差,以及合成方法和成型不够成熟,所以仍无法得到应用。一直到五十年代末,才由“Du Pont”公司苣毛采用芳香族二胺和芳香族二酐的缩合反应,用二步法工艺合成了聚酰亚胺,并于196/-年正式实现了聚酰亚胺的工业化。其后,美国西屋公司和孟山都公司也陆续进行了研置,除将聚酰亚胺用于绝缘材料、粘合剂和层压制品外,又分别于1965年和1967年开发成功聚酰亚胺模压制品。自此,聚酰亚胺作为耐热工程塑料才真正得到迅速发展,并使整个亏杂环结构的聚合物成为研究耐热合成材料的主攻方向。苏联、日本、英国、法蓬、联邦德国等许多国家也争相对聚酰亚胺进行研究,并先后实现了工业化。

      为了改善以均苯四甲酸二酐(二酐)为原料制成的不熔性聚酰亚胺的成型加工性能及降低成本,从1965年开始,美国、日本和法国等国开发了一系列可熔性聚酰亚胺。如以二苯醚四酸二酐为原料的醚匿型聚酰亚胺,以及在聚酰亚胺分子中引入酰胺键、酯键、醚键等制得的聚酰胺酰亚胺、聚醣豌亚胺和聚醚酰亚胺等。它们的耐热性虽然略低于均苯型聚酰亚胺,但却提高了溶解性,并可熔融成型,成本也有所下将。

      另外,自1965年以来,还出现了一系列加成型聚酰亚胺。例如法国罗纳一普朗克公司开发的顺酐型聚酰亚胺一双马柬爰亚胺,于1968年以Kinol、Kerimid的商品名开始生产;另外,1968年美国THEW公司开发了NA酸酐封端基的加成型聚酰亚胺;1974年美国休斯飞机公司和美国海湾}石油化学公司开发了乙炔封端基的加成型聚酰亚胺。


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