熱塑性聚酰亞胺,如用於現代微電子的酰亞胺薄膜、塗層、纖維和聚酰亞胺。
熱固性聚酰亞胺主要包括雙馬來酰亞胺(身體質量指數)和單體反應物聚合(PMR)聚酰亞胺及其改性產品。身體質量指數易於加工,但易碎。(1)優異的耐熱性。聚酰亞胺的分解溫度壹般在500℃以上,有時甚至更高。它是目前已知的熱穩定性最好的有機聚合物之壹,主要是因為分子鏈中有大量的芳香環。
(2)優異的機械性能。無增強基體材料的抗拉強度在100MPa以上。酸酐制備的Kapton膜拉伸強度為170MPa,而聯苯型聚酰亞胺(Upilex S)的拉伸強度可達400MPa。聚酰亞胺纖維的彈性模量可達500MPa,僅次於碳纖維。
(3)良好的化學穩定性和耐濕性。聚酰亞胺材料通常不溶於有機溶劑,並且耐腐蝕和耐水解。通過改變分子設計可以獲得不同結構的變體。有些品種可以承受120℃2個大氣壓的水沸騰500小時。
(4)抗輻射性能好。經5×109rad輻射後,聚酰亞胺薄膜的強度仍保持在86%。某些聚酰亞胺纖維經1×1010rad快電子輻照後強度保持率達90%。
(5)良好的介電性能。介電常數小於3.5。如果在分子鏈中引入氟原子,介電常數可以降低到2.5左右,介電損耗為10,介電強度為100 ~ 300kv/mm,體積電阻為1015-17ω·cm。因此,含氟聚酰亞胺材料的合成是目前的研究熱點。
上述性能在很寬的溫度範圍和頻率範圍內是穩定的。此外,聚酰亞胺還具有耐低溫、低膨脹系數、阻燃、生物相容性好的特點。聚酰亞胺具有優異的綜合性能和合成化學的多樣性,可廣泛應用於許多領域。(1)薄膜:是聚酰亞胺最早的產品之壹,用於電機的槽絕緣和電纜包裹材料。主要產品有杜邦公司的Kapton、日本宇部公司的Upilex系列和中原公司的Apical。透明聚酰亞胺薄膜可用作軟太陽能電池底板;
(2)塗料:用作電磁線的絕緣漆或耐高溫塗料;
(3)先進復合材料的基體樹脂:用於航空航天、飛機結構或功能零件、火箭和導彈零件,是最耐高溫的結構材料之壹;
(4)纖維:聚酰亞胺纖維的彈性模量僅次於碳纖維,可用作高溫介質和放射性物質的過濾材料以及防彈防火織物;
(5)泡沫塑料:可用作隔熱材料,耐高溫;
(6)工程塑料:熱固性和熱塑性均可,可模壓或註塑或RTM,主要用於自潤滑、密封、絕緣和結構材料。此外,聚酰亞胺還可用作PI膜,如粘合劑、分離膜、光刻膠、介電緩沖層、液晶取向劑、電光材料等。在高溫環境下。根據用途,聚酰亞胺可分為兩類:壹般絕緣和耐熱的電氣級和有柔性要求的電子級。電工級PI膜由於要求不高,在國內可以大規模生產,性能與國外產品沒有明顯差別。電子級聚酰亞胺薄膜是隨著FCCL的發展而產生的,是聚酰亞胺薄膜最大的應用領域。除了保持電工PI薄膜優良的物理機械性能外,對薄膜的熱膨脹系數和面內各向同性(厚度均勻性)提出了更嚴格的要求。未來仍需大量進口電子級PI膜,因為國產PI膜與進口PI膜在性能上存在壹定差距,無法滿足FCCL高端產品的要求。在預測未來市場價格方面,電子級PI薄膜的定價權長期被杜邦和中原控制。但隨著近年來南韓SKC和科龍的重組,以及經濟危機對電子產品出口的影響,產品價格也有所下降,但電子級PI膜仍有較高的利潤空間。