聚醚酰亚胺
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作者:ffkmcn
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发布时间: 1712天前
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聚醚酰亚胺
1、发展史
1972年美国GE公司开始研究开发PEI，经过10年时间试制、试用，于1982年建成5000吨生产装置，并正式以商品Ultem在市场销售。目前，全世界年需要量为10000吨左右。以后，为提高产品的耐热性，GE公司还开发了ULtemⅡ。由于ULtemⅡ中含有对苯二胺结构，致使玻璃化温度（tg）从215°提高到227°，因而适应电子零件超小型电子管表面粘贴技术（SMT）的需要。近年来，该公司以开发了耐化学药品品级CRS5000、电线被覆用品级有机硅共聚合体D9000。为了进一步提高耐热性、耐化学药品性和流动性，该公司还开发了特种式程塑料合金，如PEI/PPS合金JD8901、PEI/PC合金D8001、D8007和SPEI/PA合金等。
上海市合成树脂研究所对聚醚酰亚胺的研究开发工作始于20世纪80年代初，现有10t/aPEI装置一套，目前处于供不应求状态。该所正准备建设100t/aPEI生产装置，以满足国防军工的需要。该所的聚醚酰亚胺YS30，结构中含有二苯醚二胺，其产品耐水解性能更佳。
2、主要生产方法
聚醚酰亚胺是由4，4′-二氨基二苯醚或间（或对）苯二胺与2，2′-双[4-（3，4-二羧基苯氧基）苯基]丙烷二酐在二甲基乙酰胺溶剂中经加热缩聚、成粉、亚胺化而制得。
在上述方法中，又可分成多硝基取代法和多环缩聚过程。前者首先进行环化反应，生成酰亚胺环，然后进行芳族亲核硝基取代反应，形成柔性醚"铰链"。后者是先进行环化反应，然后进行环化反应，聚合物的生成工序是多环缩聚过程。
PEI可用熔融缩聚法制备。这一方法从经济上，生态和技术的观点来看，都是有发展前途的。由于该法不使用溶剂，聚合物中不会含有溶剂，这对加工和使用都有重要意义。
PEI还可用连续法直接在挤出机制造。该法操作步骤是：起始化合物的混合物依次通过挤出机内具有不同温度的区域，由单体混合的低温区移向产品溶融的高温区。环化反应生成的水，经适当的口孔从挤出机中不断排出，通常在挤出机的未尾区域借助真空减压抽出。从挤出机的出料口可得到聚合物粒料或片材。还可在挤出机内直接使PEI和各种填料混合，制得以PEI为主的配混料。
在这些方法中，溶液聚合是目前工业生产的方法。然而挤出机连续挤出聚合方法已由上海市合成树脂研究所在小型装置上开发成功，可以推向工业生产。
3、理化性能
聚醚酰亚胺具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高低温及耐磨性能，并可透过微波。加入玻璃纤维、碳纤维或其他填料可达到增强改性的目的。也可和其它工程塑料组成耐热高分子合金，可在-160~180℃使用。上海市合成树脂研究所企业标准SR-7001-86《YS30注塑型聚醚酰亚胺塑料》，主要性能指标见表3-47。
4、加工成型
聚醚酰亚胺可用注塑和挤出成型，且易后处理和用胶粘剂与各种焊接法同其它材料接合。由于熔融流动性好，通过注塑成型可以制取形状复杂的零件。加工前须在150℃充分干燥4小时，注塑温度为337~427℃，模具温度为65~117℃。YS30的注塑条件如下：
预热 150℃，4小时
料筒温度：
前段 300~320℃
后段 330~410℃
注塑压力 60~100MPa
保压时间 5~30秒
冷却时间 5~30秒。
5、应用领域
聚醚酰亚胺具有优良的综合平衡性能，卓有成效地应用于电子、电机和航空等工来部门，并用作传统产品和文化生活用品的金属代用材料。
在电器、电子工业部门，聚醚酰亚胺材料制造的零部件获得了广泛的应用，包括强度高和尺寸稳定的连接件、普通和微型继电器外壳、电路板、线圈、软性电路、反射镜、高精度密光纤元件。特别引人注目的是，用它取代金属制造光纤连接器，可使元件结构**化，简化其制造和装配步骤，保持更精确的尺寸，从而保证产品的成本降低约40%。
耐冲击性板材Ultem1613用于制飞机的各种零部件，如舷窗、机头部部件、座件靠背、内壁板、门覆盖层以及供乘客使用的各种物件。PEI和碳纤维组成的复合材料已用于新直升飞机各种部件的结构。
利用其优良的机械特性、耐热特性和耐化学药品特性，PEI被用于汽车领域，如用以制造高温连接件、高功率车灯和指示灯、控制汽车舱室外部温度的传感器（空调温度传感器）和控制空气和燃料混合物温度的传感器（有效燃烧温度传感器）。此外，PEI还可用作耐高温润滑油侵蚀的真空泵叶轮、在180℃操作的蒸镏器的磨口玻璃接头（承接口）、非照明的防雾灯的反射镜。
聚醚酰亚胺泡沫塑料，用作运输机械飞机等的绝热和隔音材料。
PEI耐水解性优良，因此用作医疗外科手术器械的手柄、托盘、夹具、假肢、医用灯反射镜和牙科用具。
在食品工业中，用作产品包装和微波炉的托盘。
PEI兼具优良的高温机械性能和耐磨性，故可用于制造输水管转向阀的阀件。由于具有很高的强度、柔韧性和耐热性，PEI是优良的涂层和成膜材料，能形成适用于电子工业的涂层和薄膜，并可用于制造孔径<0.1μm、具有高渗透性的微孔隔膜。还可用作耐高温胶粘剂和高强度纤维等。
6、开发动向
国外聚醚酰亚胺主要是美国通用电器公司生产销售。目前发展趋势在于提高耐热性，为此引入对苯二胺结构和与其它特种工程塑料组成合金，为提高PEI机械强度，而采用PC、PA等工程塑料组成合金。聚合工艺方面正在开发双螺杆连续挤出聚合反应技术，预计不久将会实现工业化生产。四川太乙高新材料有限公司
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