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聚酰亞胺及其有關聚合物

文章出處:未知 人氣:發表時間:2019-06-04
 
在耐熱性樹脂中,具有優良性能、用途範圍廣泛的樹脂是以杜邦公司的聚均苯四酸二酰亞胺(Ⅳ)作為聚酰亞胺為代表。在該公司中,除了纖維(試制品)之外,還有薄膜(Kapton)、成型品(Vespel)、電線用絕緣漆(Pyre ML)和玻璃纖維增強層壓品(Pyralin)等各種形态的品種,這些品種都成功地商品化了。
 
  衆所周知,聚酰亞胺是由均苯四酸二酐等的四羧酸二酐和芳香族二胺經過兩步(開環加聚一環化縮合)而制造的。在聚酰亞胺組成中,作為四羧酸成份的有均苯四酸二酐及其它各種四羧酸,例如,從電線用的絕緣漆來看,以前的電線制造技術是采用操作方便成本有利的甲酚可溶性清漆,而現在則用下列已商品化的聚酰亞胺。
 
  在杜邦公司,除上述的聚酰亞胺産品以外,又有成型加工性經過改良的聚酰亞胺NR-150投産。因為這些聚酰亞胺在二甲基甲酰胺、NMP等溶劑中具有可溶性,所以用來作為層壓用的粘合劑,得到的實質上是無氣泡孔的具有優良機械特性的耐熱層壓制品(石墨纖維作為增強材料)。期望聚酰亞胺可作為通用的基本材料。由偏苯三酸酐酰氯和二胺用兩步法,或者由偏苯三酸酐和二異氰酸酯用一步法來制備聚酰胺一酰亞胺(Ⅷ)。
 
  就耐熱性好這點來講,聚酰亞胺也差了些,但使用方便、具有優良的加工性和機械特性,因此獲得了成功。這種類型和經過改質、改性的類型已在許多公司出售,主要用作電線用絕緣漆、清漆、薄膜等電氣絕緣材料。
 
  這種聚酰胺一酰亞胺樹脂,如果對通常的注塑機作若幹改良,就可以得到成型品(阿姆柯公司的Torlon)。這個成型品的性能與聚酰亞胺成型品的性能:抗拉、抗彎曲、抗壓等各種強度都比較大,可以在280℃連續使用,這是最大的特點之一。
 
  這些成型品的主要用途,預計可用來制造齒輪、泵的部件、閥門、軸承等的機械零件。聚酰亞胺Vespel采用特殊的粉末冶金型的壓縮燒結方法成型,隻能得到單純的圓棒形狀(可以代替需兩次切削加工的精密機械零件)。靠這種注塑成型的聚酰胺一酰亞胺成型品,從性能和價格兩方面來看,今後發展的可能性是很大的。
 
  有幾種不屬典型性的聚酰亞胺,由于加熱即可固化(包括它的低聚物),已實用化了。低聚物成型時,交聯固化、不産生氣泡孔的耐熱性制品(層壓品、成型品等)在成型時特别有用。代表性例子由雙馬來酰亞胺和二胺經邁克爾(NIichael)型加聚反應得到聚胺一酰亞胺(Ⅸ)(隆一波利公司的Kinel和Kerimid等牌号。
 
  這種樹脂,能以高分子量聚合體配成溶劑型的清漆(NMP溶劑),或者把低聚物的混合物也配成無溶劑型的清漆使用,由于加熱産生固化,這是由于存在于端基的馬來酰亞胺的雙鍵,進行加熱聚合才達到的。還沒有實用化的有二胺及其衍生物、二硫醇、二醛肟、二酰亞胺、二亞磺酸等的求核試制與雙馬來酰亞胺進行邁克爾型加聚反應,生成各種各樣的聚酰亞胺衍生物,均有報告發表。
 
  在端基引入有可能聚合的官能團的聚酰亞胺低聚物有末端具有5-原冰片烯基2,3-雙羧基酰亞胺的産物(X,汽巴一嘉基公司的P13N)[22]和端基具有乙炔基的産物(Ⅺ,海灣石油公司的HR-600)等都已經商品化了。
 
  聚酰亞胺P13N的場合,由分子量1,300左右的低聚物靠原冰片烯環的加熱開環聚合使交聯固化,将該工藝流程命名為熱解的聚合作用(為了完全固化,在加壓下必須進行316℃的加熱處理)。一方面,聚酰亞胺HR-600(分子量<2,000),由于乙炔基的環化三聚生成苯核而達到交聯固化。如果最後進行370℃的後處理,那麼可以得到在350℃下使用的優良層壓品。對于新型熱固化聚酰亞胺的開發,後面Marvel等先生将談到有關層壓用耐熱性樹脂的合成研究的成果是非常有參考價值的。

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