A poliimidek (rövidítve: PI ) színes polimerek (általában borostyánsárga), amelyek fő láncában imidcsoportok találhatók. A poliimidek leginkább hőstabilitásukról ismertek .
A csontváz-lánc összetétele szerint a poliimidek a következőkbe sorolhatók :
A szintézisükhöz használt reagensektől függően a poliimidek lehetnek:
| Poliimid család | Poliimid típusú | Reagensek |
|---|---|---|
| Nem térhálósított poliimidek | Lineáris poliimidek (PI) | Két monomer |
| Hőre lágyuló poliimidek (TPI) | Egy vagy két monomer és egy prepolimer | |
| Térhálósított poliimidek ( hőre keményedő ) | Polibismaleimidek (BMI) | Monomer és térhálósító szer |
| PMIM poliimidek ( monomer reaktánsok polimerizációja ) | Két monomer és egy térhálósító szer |
Ezek a speciális polimerek kereskedelmi forgalomban kaphatók Kapton (1962-ben forgalmazott) és Vespel ( DuPont) , Upilex (UBE), P84 ( Evonik Fibers) , Meldin ( Saint-Gobain Performance Plastics ) néven.
A lineáris poliimidek előállításához több szintetikus módszer is lehetséges. Ezek közül a módszerek közül:
Ez a szintézis magában foglalja a diamin és a dianhidrid polikondenzációját dipoláris aprotikus oldószerben . A diamin és a dianhidrid reakciója közbenső terméket, a poli (aminsavat) eredményez, amelyet ciklizálni kell. Ennek a polimer prekurzornak a kémiai vagy hőkezeléssel történő ciklizálása adja a végső poliimidet és mellékterméket , a vizet .
Ez a ciklizálási mód magában foglalja a poli (aminsav) 200 ° C-os hőkezelését . Ezután maximális ciklizációs sebességet kapunk. A víz felszabadulása azonban a poli (aminsav) hidrolíziséhez vezethet, és így korlátozhatja a molekulatömeget. Ez a módszer azonban a legszélesebb körben alkalmazott megközelítés.
A poli (aminsav) szobahőmérsékleten történő kezelése dehidratáló kémiai anyagok (leggyakrabban tercier amin / lineáris anhidrid) keverékével a poliimid képződését eredményezi. Könnyű hőkezelés ( 100 ° C alatt ) befejezi a dehidratációs reakciót . Ez a folyamat kereskedelmileg kevésbé érdekes a megvalósítás bonyolultsága miatt , de a poli (aminsav) hidrolízisének jelenségei hiányoznak.
A diizocianát és a dianhidrid közötti reakció poláros oldószerben vagy olvadt állapotban megy végbe. Ez egyetlen lépésben történik, és mellékterméket, szén-dioxidot ad . A poliimidek szintézisét a szokásos diaminok helyett diizocianátokkal kevésbé használják, bár számos előnye van:
Megvalósításuk nehézségeinek kiküszöbölésére az 1980-as évek elejétől új poliimideket gyártottak, ezek a hőre lágyuló poliimidek olyan csoportokat hordoznak , amelyek lehetővé teszik azok olvaszthatóságát és oldhatóságát, ez pedig tulajdonságaik jelentős megváltoztatása nélkül . Az alábbi táblázat két példát mutat be ezekre a hőre lágyuló poliimidekre.
| Hőre lágyuló poliimidek | Példa | Maximális folyamatos felhasználási hőmérséklet |
|---|---|---|
| Poliéter- imid (PEI) | Ultem ( Sabic, miután megvásárolta a General Electric műanyag részlegét 2007-ben ) | 170 ° C |
| Poliamidimid (en) (PAI) | Torlon ( Solvay Advanced Polymers) | 200 ° C |
A hőre keményedő poliimideket nem térhálósított formában forgalmazzák oldatban, filmek formájában és részekben (rönkök, csövek, lemezek, gyűrűk, korongok, rudak stb. ). A nem térhálósított forma egy vagy két típusú monomert (diamin, dianhidrid stb. ) És egy térhálósító szert tartalmaz.
Sűrűségük megközelíti az 1,4-et. A poliimidek olyan polimerek, amelyek tulajdonságai elsősorban közvetlenül félig terjedő szerkezetükhöz kapcsolódnak. Jó ellenállással rendelkeznek:
A már említett sok tulajdonság ellenére a poliimideknek még mindig vannak bizonyos korlátai és még hátrányai is:
Tekintettel teljesítményükre és árukra, a poliimideket elsősorban a magas technológiájú ágazatokban használják :
A poliimideket mátrixként használják a kompozit anyagokban is . Ezek aztán hőre keményedő poliimidek vagy bismaleimidek. Kapcsolódó üveg vagy szén- rostok , ezek igen jó termikus, mechanikai és elektromágneses jellemzőit. Ezeket használják elsősorban termelő radomok a repülés területén, valamint a repülési .
A hőstabil poliimidek keveset szívnak fel és kevéssé szórják a röntgensugarakat , ezért használják röntgencsövek ablakaként és kísérleti elrendezésekben szinkrotron vonalakon .