Poliimidek

A poliimidek (néha PI-ként rövidítve) a főláncban imidciklusokat tartalmazó polimerek osztálya [ 1 ] , amelyek általában aromás vagy más ciklusokkal fuzionálódnak . A hőálló aromás poliimidek, a főláncban öttagú imidgyűrűkkel rendelkező tetrakarbonsav-származékok találták a legnagyobb alkalmazást.

Osztályozás

Főláncuk összetétele szerint a poliimidek lehetnek:

• alifás (lineáris poliimidek),
• Félaromás,

Aromás: R' és R" az aromás gyűrű két szénatomja . Ezek a leggyakrabban használt poliimidek termikus stabilitásuk miatt .

A fő láncok közötti kölcsönhatás típusától függően:

• hőre lágyuló
• hőre keményedő

Szintézis

A poliimideket általában tetrakarbonsav- dianhidridek - piromellit ( benzol -1,2,4,5-tetrakarbon), 3,3',4,4'-tetrakarboxi-difenil stb.) diaminokkal való polikondenzálásával állítják elő, szintézis esetén. A hőálló poliimidek közül általában aromás diaminokat használnak (4,4'-diamino-difenil-oxid, m- fenilén -diamin stb.). Az olvadó poliamidok esetében a polikondenzáció az ömledékben egy lépésben is végrehajtható, a hőálló és oldhatatlan poliimideknél azonban kétlépcsős eljárást alkalmaznak. A polikondenzáció első szakasza oldatban történik, míg egy dianhidrid (például piromellitsav- dianhidrid A ) és diamin kölcsönhatása során poliaminsav B , alifás amidok ( dimetilformamid , N,N'-dimetil-acetamid, N-metil-pirrolidon) képződnek. oldószerként általában dimetil-szulfoxidot használnak . Az első lépésben kapott poliaminsavat tovább ciklizáljuk C poliimiddé :

Az amidosav poliimiddé való ciklizálása (imidizálás) mind termikusan, mind kémiailag végrehajtható.

A termikus imidizálás során a poliaminsavból képződött filmeket, szálakat vagy port vákuumban vagy közömbös atmoszférában 300-350 °C-ra melegítik, miközben a vizet leválasztják és az imid ciklust lezárják; a polimerizáció mértéke általában csökken ebben a folyamatban.

A kémiai imidizálás során a poliaminsav oldatát karbonsav-anhidrid (leggyakrabban ecetsavanhidrid) és tercier amin (trietil-amin, piridin stb.) keverékével kezelik, az eljárás viszonylag alacsony hőmérsékleten (20-100 °C) megy végbe. ) és az eredeti poliaminsav polimerizációs fokának megőrzésével.

A poliimideket tetrakarbonsav-anhidridek diizocianátokkal való kölcsönhatásával is szintetizálják, a reakció szén-dioxid felszabadulásával megy végbe :

Tulajdonságok

A hőre keményedő poliimidek hőstabilitásukról, jó vegyszerállóságukról, kiváló mechanikai tulajdonságukról, narancssárga/sárga színükről ismertek. A poliimideket szénnel vagy üvegszállal erősítik meg, hogy kompozit anyagokat kapjanak. A hőre keményedő poliimidek nagy szakítószilárdságot mutatnak. Ezek a tulajdonságok 232 °C hőmérsékletig megmaradnak. A legtöbb poliimidre nincs hatással az általánosan használt oldószerek és olajok  – beleértve a szénhidrogéneket , észtereket , étereket , alkoholokat és freonokat . Ellenállnak a gyenge savaknak is, de nem javasoltak lúgokat és szervetlen savakat , valamint forró vizet és gőzt tartalmazó környezetben való használatra .

Alkalmazás

• A vékony (egy mikronnál kisebb) poliimid filmeket optikai ablakként használják szinkrotron sugárforrásokban [2] .
• Öntapadó szalag tekercs formájában elektromos áramkörök nagyfeszültségű és magas hőmérsékletű szigetelésére. A " borostyánsárga szalag " " Kapton " mozgatható vezetékek rögzítésére szolgál elektronikus eszközökben.

• Rugalmas nyomtatott áramköri lapok gyártása
• Markolatbetétek forró üvegtartályokkal való érintkezéshez, az üvegiparban a hagyományos bronz és grafit betétek helyett . Magas (40%) grafittartalmú módosításokat alkalmaznak
• Nagy sebességű siklócsapágyak nagy terhelés mellett és magas hőmérsékleten, akár +350 °C-ig. Grafit (15-40%) és fluoroplaszt-4 (PTFE) hozzáadásával végzett módosításokat alkalmaznak . A PV-tényező elérheti a 12 MPa x m/s értéket száraz súrlódás mellett acéllal szemben .
• Kenés nélkül működő kompresszorok dugattyúgyűrűi (kompresszió, vezetők) . Módosítás 15% grafit hozzáadásával

Jegyzetek

1. ↑ Maréchal, E.; ES Wilks. Általános forrásalapú nómenklatúra polimerekhez (IUPAC Recommendations 2001) (angol)  // Pure and Applied Chemistry  : Journal. - 2001. - Vol. 73 , sz. 9 . - P. 1511-1519 . — ISSN 1365-3075 0033-4545, 1365-3075 . doi : 10.1351 / pac200173091511 .  
2. ↑ Y. Tamenori, J. Synchrotron Rad. (2010), 17, 243-249

Linkek

• [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3501.html Polyimides]

Szótárak és enciklopédiák	Nagy katalán Britannica (online)