聚酰亚胺纤维
3.光敏性聚酰亚胺(PSPI)
光敏聚酰亚胺(PSPI)是一类在高分子链上兼有亚胺环以及光敏基因,集优异的热稳定性、良好的机械性能、化学和感光性能的有机材料。
光敏聚酰亚胺在电子领域主要有光刻胶及电子封装两大作用,在光敏聚酰亚胺中添加上增感剂、稳定剂等就可以得到“聚酰亚胺光刻胶”。与传统光刻胶相比,由于聚酰亚胺本身有着很好的介电性能,因此在使用时无需涂覆起工作介质作用的光阻隔剂,可以大大缩短工序,提高生产效率。
受限于生产技术落后,我国聚酰亚胺产业仍旧以薄膜等低端产品稳住,光敏聚酰亚胺产量较少,市场需求依赖进口。在《中国制造2025》政策支持下,我国工业、机械、电子等领域皆进入国产替代阶段,国内企业对于PSPI不断深入,部分企业已经掌握生产技术。
聚酰亚胺用于光刻胶
4.聚酰亚胺泡沫塑料
聚酰亚胺泡沫是聚酰亚胺材料的一种类型,于上世纪70年代首先由NASA Langley研究中心与Unitika America合作开发出来,用于航天飞机上,现已广泛地应用于飞机、舰船、火车、汽车等领域,具有本质阻燃、耐热性强、重量轻、及环保无毒的特点,可以长期在超高温、超低温、高盐雾、强噪声、强腐蚀、强辐射等极端条件下服役。
聚酰亚胺泡沫可分为三类:
(1)与一般聚酰亚胺相同,将酰亚胺作为主链的泡沫材料,使用温度达到300℃以上(PI泡沫)
(2)酰亚胺环以侧基方式存在的泡沫材料(PMI泡沫)
(3)将热不稳定的脂肪链段引入聚酰亚胺中在高温下裂解而得到的纳米泡沫材料。
聚酰亚胺泡沫材料属于先进功能材料,已越来越多地应用在航空航天、远洋运输、国防和微电子等高新技术领域中的隔热、减震降噪和绝缘等关键材料。
PI泡沫目前最为重要的应用为舰艇用隔热降噪材料,目前我国海军正处于第三次建船高潮,PI泡沫作为新型战舰中的首选隔热降噪材料,需求快速提升。
聚甲基丙烯酰亚胺泡沫(简称PMI),是目前综合性能最优的新型高分子结构泡沫材料,是一种高比强度、高比模量、高闭孔率、高耐热性的高性能复合材料泡沫芯材,具有轻质、高强、耐高/低温等特点。此外PMI泡沫作为最为优异的结构泡沫芯材,广泛用于风机叶片,直升机叶片,航空航天等领域中,其对于PET 泡沫的替代趋势明确,市场空间广阔。
PI泡沫耐热性强、阻燃性好、不产生有害气体,易于安装,是应用广泛的隔热降噪材料。目前,美国海军已把PI泡沫用作所有水面舰艇和潜艇的隔热隔声材料,INSPEC公司生产的SOLIMIDE 泡沫已被超过15个国家制定用于海军船舶的隔热隔声体系,此外,PI泡沫在民用船,如豪华游轮、快艇、液化天然气船上也有广泛应用。
聚酰亚胺泡沫
与PI泡沫相似,PMI 泡沫的应用同样十分广泛。PMI泡沫的典型应用包括:
(1)结构泡沫芯材:优异的抗高温压缩性,使其作为芯材广泛应用于风机叶片、航空、航天、舰船、运 动器材、医疗器械等领域;
(2)宽频透波材料:低介电常数及损耗使其广泛应用于雷达、天线等领域;
(3)隔热隔音材料:高速机车、轮胎、音响等。
5.聚酰亚胺涂料
聚酰亚胺用于制备涂料是其最早的应用之一,该类物质在涂料中主要用作漆包线绝缘涂料。漆包线绝缘涂料主要浸涂圆线、扁线等各种类型线径裸体铜线、合金线及玻璃丝包线外层,提高和稳定漆包线的外层。
绝缘涂料的重要指标之一是耐热等级,依据1954年国际电工协会制定的ICE-85电机电器绝缘材料在使用中热稳定性分级标准,绝缘材料分成7个耐热等级。
满足工业技术发展要求的绝缘材料的特点是,绝缘系统应可以在180-200℃其至更高温度下长期工作,但无显著的失重和电气强度降低,并且保持尚耐好的弹性、耐潮、耐臭氧、耐电弧等性能。聚酰亚胺类材料可以很好地满足这一使用要求,来制备F级及以上耐热等级的绝缘涂料,聚酰亚胺可以作为绝缘漆用于电磁线,或作为耐高温涂料使用。
6.聚酰亚胺胶粘剂
PI(聚酰亚胺)胶粘剂是一类主链中含有酰亚胺环状结构的有机杂环胶粘剂,具有优异的高温力学性能、介电性能和耐辐射性能,缺点是在碱性条件下易水解,已广泛应用于航空航天、精密电子机械等高科技领域,并且解决了其他有机胶粘剂上限耐热温度较低等难题。
7.聚酰亚胺薄膜
2018年12月8日凌晨,嫦娥四号探测器在西昌卫星发射中心发射升空,标志着我国首次月球背面软着陆、月球巡视探测和月夜生存等方面取得重大突破。此次嫦娥四号成功把国旗带向了月球背面,为太空打上了“中国标识”。
据悉,此次探测器的国旗不是由常见的化学纤维织物、丝绸、棉布等纺织品制成的。
众所周知太空环境十分特殊,月球表面不存在大气,是真空状态接受到阳光照射时,月球表面在白天的最高温度可达123℃。到了晚上,在登月舱外面,月球上的温度会骤降至零下233℃。
这样的温度差,普通材料是难以忍受的,而且太阳产生的紫外线非常强烈,还存在宇宙射线和高能粒子的辐射作用,对材料有很强的破坏作用。
被委以重任的国旗材料正是聚酰亚胺有机高分子薄膜,与地面上常见的国旗完全不同,它能够抵御恶劣的月表环境,不褪色,不变形。
聚酰亚胺薄膜除了作为航天器的“外衣”,以及在军事中的应用外,在微电子、纳米、液晶、分离膜、激光、新能源领域等领域都能见到它的身影。例如,透明聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底板;PI可以作为下一代锂离子电池隔膜材料等等。
近年来,随着电子工业的发展,高性能聚酰亚胺薄膜又成为微电子制造与封装的关键材料,广泛应用于超大规模集成电路的制造、自动接合载带、柔性封装基板、柔性连接带线等方面。
聚酰亚胺薄膜
此外,聚酰亚胺因为高耐热性及良好的综合性能,是耐高温的气体分离膜理想的材料。目前,极少量的聚酰亚胺品种应用于耐高温气体分离膜材料,用于各种气体对(如氢/氮、氮/氧、二氧化碳/氮、二氧化碳/甲烷等)的分离,从空气、烃类原料气及醇类中脱除水分,也可作为渗透蒸发膜及超滤膜。但是,常规的聚酰亚胺树脂难溶解和难熔融,因而限制了其工业上广泛应用的可能性。
8.聚酰亚胺气凝胶
聚酰亚胺气凝胶(PIA)是由聚合物分子链构成的相互交联的三维多孔材料,结合了聚酰亚胺和气凝胶的优异性能,其不但具有聚酰亚胺的优异特性,而且具有气凝胶的轻质超低密度、高比表面积、低导热系数、低声阻抗、环境耐久性以及低介电常数等突出特点,这些特殊的性能让聚酰亚胺气凝胶材料在热学、电学、力学、声学等领域均具有绝佳的应用前景。