聚酰胺
酰亚胺简称PAI,物化性质:酰亚胺环和
酰胺键有规则交替排列的一类聚合物。
玻璃化温度250~300℃,250℃下具有优越的
机械性能,
热变形温度为269℃,
模塑料拉伸强度为90MPa(23℃)和59MPa(260℃),
弯曲强度为157MPa(23℃)和96MPa(260℃)。
1964年Amoco公司开发了
电器绝缘用清漆(AI),1967年
日立化成公司开发了HI-400系列清漆,1972年Amoco公司开发了模制材料(Torlon),1976年Torlon商品化。1979年美国聚酰胺-酰亚胺的
消费量为1000吨,1988年美国的
需要量为2000吨。世界有六家公司研制生产聚酰胺-酰亚胺。这些公司的商品:是美国Amoco公司的Torlon模塑料,日本东丽公司的TI-5000模塑料,TI-1000模塑料(
热固性),Amoco/
三菱化成公司的Torlon,Amoco/GE公司的AI线缆涂料,日立化成公司的HI-400系列线缆涂料,Amoco公司的AmocoA-I涂料,法国Rhone-Poulenc公司的Kermel纤维。我国
上海市合成树脂研究所、
长春应用化学研究所、上海
电磁线厂、哈尔滨油漆颜料总厂和天津
绝缘材料厂,于70年代中期就开始对聚酰胺亚胺进行
研究开发。薄膜、油漆均有
产品销售。
苯三
酸酐的酰氯与芳族二胺反应制备聚酰胺-酰亚胺是一种重要的方法,其工艺如下:
反应釜内加入定量的4,4′-二
氨基联苯醚、
二甲基乙酰胺、
二甲苯,启动搅拌。待物料全部溶解后,再加入1,2,4-
偏苯三甲酸酰氯。反应
温度控制在25~35℃。当粘度达
最大值时,用二甲基乙酰胺和二甲苯稀释。然后,用
环氧乙烷中和发应副产出
盐酸,可得到可溶性的聚酰胺-酰胺酸预聚体。若将此预聚体在高温下
脱水环化,即可制得不熔不溶的聚酰胺-酰亚胺。
聚酰胺-酰亚胺的强度是当今世界上任何工业未
增强塑料不可比拟的,其拉伸强度超过172MPa,在1.8MPa负荷下
热变形温度为274℃。Torlon聚合物在制造后还可能进行固态聚合物,通过
后固化增加分子量提供更优良的性能。后固化在260℃下发生,固化所需的时间和温度主要取决于零件的厚度和形状。它可在220℃下长期使用,300℃下不失重,450℃左右开始分解。其粘接性、
柔韧性及
耐碱性更佳,可与
环氧树脂互混交联固化,
耐磨性良好。
聚酰胺-酰亚胺薄膜采用连续浸渍法制备。用400mm宽、0.05mm厚的铝箔作连续载体。浸有
预聚体溶液的铝箔进入立式
烘炉,于190℃下烘干,以除去溶剂。然后,于200~210℃下处理2~4小时,使预聚体膜脱水环化。待冷却后,将薄膜由铝箔上剥下即可。
一般大规格的
漆包圆
线与漆包
扁线均在
立式漆包机上涂制,而细线则在
卧式漆包机上涂制,均采用毛毡涂线法。炉温与浸渍速度随漆包线的规格不同而变化。如1mm漆包线,
炉温控制在200~300℃,浸渍速度为每分钟4~6米。
聚酰胺-酰亚胺与聚均苯四甲酰亚胺比较,有较低的
软化点和热变形温度,有较高的
吸水率、
相对介电常数和介质损耗角正切性能。今后发展方向是增强改性,同其它塑料进行
合金化,以改善其不利的性能,满足更多用途的需要。
聚酰胺-酰亚胺具有优良的机械性能,本色料
拉伸强度为190MPa。模制塑料主要用于
齿轮、
辊子、轴承和复印机分离爪等。它具有良好的耐烧蚀性能和高温、高频下的
电磁性,可作飞行器的
烧蚀材料、透磁材料和
结构材料。它对金属和其它材料有很好的
粘接性能,适用作
漆包线漆、
浸渍漆、薄膜、
层压板材、涂层和
粘合剂。例如:用它制作的
漆包线已用于H级深水
潜水电机上;
层压板用于
印刷线路板和插座;薄膜作绝缘包扎材料。
酰亚胺环和
酰胺键有规则交替排列的一类聚合物。
玻璃化温度250~300℃,250℃下具有优越的机械性能,热变形温度为269℃,
模塑料拉伸强度为90MPa(23℃)和59MPa(260℃),
弯曲强度为157MPa(23℃)和96MPa(260℃)。使用温度从低温(-195℃)到230℃、
尺寸稳定性和
抗蠕变性优良,耐腐蚀、耐辐照,但在潮湿环境中吸湿。
经环氧树脂改性降低成型温度、获实际应用。液晶聚酰胺酰亚胺经
液晶相增强,力学强度进一步提高。具有价格较低、耐磨耐碱性好、
黏结力和贮存稳定性好等优点,适于作耐热
漆包线漆及玻璃层压板黏合漆,也可作为高温
黏合剂。在实际使用时,可先制成聚酰胺亚胺酸预聚物,涂装施工后在高温下闭环成膜;也可在水中沉淀,水洗除酸,干燥,制成树脂粉末,临用前以
二甲基乙酰胺等
极性溶剂溶解,调至适当黏度即可使用。