Poliimid (PI) to wysokotemperaturowy polimer inżynieryjny pierwotnie opracowany przez DuPont. PI wykazuje doskonałe połączenie stabilności termicznej (>500°C), wytrzymałości mechanicznej i odporności chemicznej. Mają doskonałe właściwości dielektryczne i z natury niski współczynnik rozszerzalności cieplnej. Powstają z diamin i dianhydridów.
Poliimid (poliimid, w skrócie PI lub P84) odnosi się do rodzaju polimeru zawierającego pierścień imidowy (-CO-NR-CO) w łańcuchu głównym. Jest to jeden z organicznych materiałów polimerowych o najlepszych kompleksowych właściwościach, ma zalety szerokiego zakresu temperatur stosowania, odporności na korozję chemiczną, wysokiej wytrzymałości itp., a jego odporność na wysoką temperaturę może osiągnąć ponad 400°C. Zakres temperatur długotrwałego użytkowania wynosi -200~300°C, niektóre części nie mają oczywistej temperatury topnienia i mają wysoką wydajność izolacyjną. Stała dielektryczna wynosi 4,0 przy 103 Hz, a strata dielektryczna wynosi tylko 0,004~0,007. Należy do izolacji klasy F do H.
Metody przędzenia włókien poliimidowych dzielą się na przędzenie na mokro i przędzenie na sucho. W zależności od tego, czy zawiesina przędzalnicza jest poliimidowa czy poliamidowo-kwasowa, wyróżnia się przędzenie jednoetapowe i dwuetapowe. Pierwszym etapem jest przędzenie stężonego roztworu kwasu poliamidowego poprzez przędzenie na mokro lub na sucho w celu uzyskania włókna kwasu poliamidowego. Drugim etapem jest przędzenie pierwszego etapu. Włókno poliimidowe uzyskuje się poprzez chemiczną cyklizację lub termiczną cyklizację włókna kwasu poliamidowego, dlatego nazywa się to metodą dwuetapową. Dwuetapowe przędzenie włókna poliimidowego to metoda powszechnie stosowana od czasu opracowania włókna poliimidowego. Proces rozciągania włókna można przeprowadzić w pierwszym etapie lub można go imidować w drugim etapie. Zgodnie ze strukturą chemiczną jednostki powtarzającej się.
Poliimid można podzielić na trzy typy: poliimid alifatyczny, półaromatyczny i aromatyczny. Zgodnie z siłą oddziaływania międzyłańcuchowego można go podzielić na typ usieciowany i typ nieusieciowany. Ze względu na jego wyjątkowe właściwości w zakresie wydajności i syntezy, ogromne perspektywy zastosowań poliimidu zostały w pełni rozpoznane, czy to jako materiał konstrukcyjny, czy jako materiał funkcjonalny, i jest znany jako „rozwiązywacz problemów” i uważa, że „bez poliimidu nie byłoby dziś technologii mikroelektronicznej. Ze względu na jego stabilne właściwości fizyczne, ekstremalnie wysoką odporność cieplną, silne właściwości mechaniczne, doskonałe właściwości dielektryczne i odporność chemiczną w zakresie od 196°C do 300°C, PI jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i w dobrach konsumpcyjnych.
Właściwości włókien poliimidowych
Właściwości poliimidu (PI, P84) Wskaźnik tlenowy 38, dobra odporność na promieniowanie, wytrzymałość 3,8 cN/dtex, wydłużenie 32%, moduł 35 cN/dtex, gęstość 1,41 g/cm3, skurcz wrzącej wody i 250℃ wynoszą odpowiednio mniej niż 0,5% i 1%.
Poliimid o wysokiej wytrzymałości i wysokim module sprężystości charakteryzuje się odpornością na wysokie temperatury, odpornością na niskie temperatury, odpornością na promieniowanie, ogniem i nietoksycznością. Ma także doskonałe właściwości mechaniczne, stabilność wymiarową, stabilność chemiczną i biokompatybilność. Nie kapie, samogasnący po wyjęciu z ognia i zapewnia doskonałą izolację termiczną. Włókno poliimidowe charakteryzuje się dobrą przędzalnością. Poliimid łączy w sobie właściwości zatrzymywania ciepła, właściwości antybakteryjne, ochronę przed daleką podczerwienią i inne funkcje. Poliimid ma doskonałą stabilność termiczną, a jego temperatura rozkładu wynosi zwykle około 500°C.
Poliimid może wytrzymać ekstremalnie niskie temperatury, takie jak nie kruchy w ciekłym helu w temperaturze -269°C i ma ekstremalnie wysoką odporność cieplną powyżej 450°C. Odmiany poliimidu są nierozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych i odporne na rozcieńczone kwasy Poliimid ma dobre właściwości dielektryczne, ze stałą dielektryczną około 3,4 Poliimid jest samogasnącym polimerem o niskiej szybkości generowania dymu Ze względu na niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, rozszerzalność cieplna jest niewielka, a stabilność wymiarowa jest wysoka.
Zastosowanie włókien poliimidowych
Zastosowania poliimidu (PI, P84) Włókno poliimidowe to wysokowydajny materiał polimerowy o doskonałej odporności na wysokie temperatury, odporności na korozję chemiczną i wysokiej wytrzymałości. Zakres jego zastosowań jest bardzo szeroki, poniżej przedstawiono kilka typowych zastosowań włókna poliimidowego:
1. Tekstylia i odzież Włókna poliimidowe mają dobrą przędzalność i mogą być przetwarzane na tekstylia na różne specjalne okazje. Ze względu na odporność na wysokie i niskie temperatury, trudnopalność, brak kapania, samogasnące po wyjęciu z ognia i doskonałą izolację temperaturową, odzież ochronna z włókien poliimidowych jest wygodna w noszeniu, dobrze dopasowuje się do skóry i jest trwale trudnopalna. Jest również stabilna wymiarowo, bezpieczna i ma długą żywotność. W porównaniu z innymi włóknami jest również doskonałym materiałem termoizolacyjnym ze względu na niską przewodność cieplną. Jeśli chodzi o odzież ochronną, sektor metalurgiczny naszego kraju potrzebuje 50 000 zestawów termoizolacyjnych, oddychających, miękkich i trudnopalnych ubrań roboczych każdego roku, a energetyka wodna, przemysł jądrowy, geologia i górnictwo, petrochemia, przemysł naftowy i inne działy potrzebują 300 000 zestawów odzieży ochronnej rocznie i około 300 ton specjalnej odzieży ochronnej odpornej na wysokie temperatury i trudnopalnej.
Włókno odzieżowe poliimidowe to zupełnie nowy typ w globalnym przemyśle tekstylnym. Jego doskonałe właściwości wynikają z zapotrzebowania na nowe materiały w przemyśle lotniczym. Łączy w sobie funkcje takie jak zatrzymywanie ciepła, właściwości antybakteryjne i natywna daleka podczerwień. To tradycja podważająca. Zupełnie nowy materiał odzieżowy do tkanin odzieżowych. Może być stosowany do produkcji ekstremalnie zimnych tkanin chroniących przed zimnem, tkanin antybakteryjnych, dalekiej podczerwieni do pielęgnacji zdrowia i innych funkcjonalnych produktów.
Tkaniny włókninowe wykonane z włókien poliimidowych są najbardziej idealnymi materiałami włóknistymi do produkcji odzieży ognioodpornej i trudnopalnej, takiej jak odzież ochronna dla sił pancernych, ognioodporne kombinezony wyścigowe i kombinezony lotnicze. Tego rodzaju włóknina nanowłókienna może być również używana do produkcji wygodnej i ciepłej odzieży funkcjonalnej, takiej jak odzież wojskowa, odzież medyczna i odzież eliminacyjna. Odzież codzienna na nieprzyjemny zapach ciała, specjalna odzież zapobiegająca broni biologicznej i chemicznej, odzież medyczna do ochrony zdrowia, maski przeciwdymowe o wysokiej skuteczności itp. Igłowany filc wykonany z włókna poliimidowego P84 jest pikowany na lekką tkaninę P84 i stosowany jako izolacja wewnątrz kurtki strażaka. Miękkie w dotyku właściwości P84, a także jego odporność na ciepło i niepalność to powody, dla których jest stosowany w odzieży ochronnej.
Włókno poliimidowe P84 jest głównie używane w mieszankach tkanin, których głównym celem jest zapewnienie optymalnej ochrony i komfortu noszenia. Głównymi partnerami mieszania są wiskoza FR i para-aramid. Gramatury tkanin od 175 g/m2, różne proporcje mieszania i różne struktury można idealnie dostosować do każdego konkretnego zastosowania. Tkaniny te są używane jako zewnętrzne powłoki do kombinezonów i kurtek dla strażaków, wojska i przemysłu. Testy potwierdziły brak dopalania, minimalny dym i brak tworzenia się lub emisji substancji toksycznych.
Włókno poliimidowe jest stosowane w osobistym sprzęcie ochronnym (PPE), w tym w kombinezonach strażackich, pokrowcach na plecy i rękawicach. Włókno poliimidowe P84 zapewnia ochronę termiczną przy mniejszej wadze. Unikalny kształt poliimidu P84 umożliwia Twojej osobistej odzieży ochronnej lub osobistemu sprzętowi ochronnemu (PPE) zapewnienie doskonałej bariery przed tymi szkodliwymi cząsteczkami, jednocześnie maksymalizując przepływ powietrza, zapewniając całkowitą ochronę. Tekstylia wykorzystujące włókna poliimidowe P84 mają niezwykłą zdolność do umożliwienia skórze oddychania, jednocześnie opierając się wysokim temperaturom i otaczającemu środowisku. Umożliwia swobodny przepływ powietrza, wspierając naturalny system chłodzenia ciała i zmniejszając zagrożenie niebezpiecznym stresem cieplnym dla strażaków i innych specjalistów pracujących w środowiskach o ekstremalnych temperaturach.
2. Dziedzina lotniczo-kosmiczna: Włókna poliimidowe mają ważne zastosowania w przemyśle lotniczym. Mogą być używane do produkcji części silników lotniczych, obudów statków kosmicznych, dysz rakietowych i innych części konstrukcyjnych o wysokiej temperaturze. Dzięki doskonałej odporności na wysokie temperatury i wysokiej wytrzymałości włókna poliimidowe są w stanie wytrzymać ekstremalnie wysokie temperatury i ciśnienia, zachowując jednocześnie stabilność swoich właściwości mechanicznych.
3. Dziedzina elektroniki i elektryki: Włókno poliimidowe jest również szeroko stosowane w dziedzinie elektroniki i elektryki. Może być używane do produkcji części izolacyjnych o wysokiej temperaturze, złączy, płytek drukowanych itp. Włókno poliimidowe ma dobrą odporność na ciepło, odporność chemiczną i właściwości izolacji elektrycznej, a także może skutecznie chronić elementy elektroniczne przed uszkodzeniem przez wysokie temperatury i substancje chemiczne.
4. Przemysł samochodowy: Włókno poliimidowe ma również ważne zastosowania w przemyśle samochodowym. Może być używane do produkcji części samochodowych, takich jak pokrywy silnika, rury wydechowe i układy hamulcowe. Włókno poliimidowe ma doskonałą odporność na wysokie temperatury i zużycie, co może poprawić żywotność i niezawodność części samochodowych. Produkcja półprzewodników i paneli LCD
5. Pole energetyczne: Włókna poliimidowe są również szeroko stosowane w energetyce. Mogą być używane do produkcji membran elektrolitycznych do ogniw paliwowych wysokotemperaturowych, przezroczystych folii przewodzących do ogniw słonecznych i warstw dyfuzyjnych gazu do ogniw paliwowych. Włókna poliimidowe mają dobrą odporność na wysokie temperatury i korozję, co może poprawić wydajność i stabilność urządzeń energetycznych.
6. Dziedzina medycyny: Włókno poliimidowe ma również pewne zastosowania w medycynie. Może być używane do produkcji sztucznych naczyń krwionośnych, zastawek serca i narzędzi chirurgicznych. Włókno poliimidowe ma doskonałą biokompatybilność i odporność chemiczną, co może zmniejszyć podrażnienia i uszkodzenia u pacjentów oraz poprawić bezpieczeństwo i wskaźnik powodzenia operacji. Oprócz powyższych głównych obszarów zastosowań, włókno poliimidowe może być również używane do produkcji materiałów w innych specjalistycznych dziedzinach, takich jak czujniki wysokotemperaturowe, odzież ognioodporna i odzież ochronna. Ogólnie rzecz biorąc, włókno poliimidowe, jako wysokowydajny materiał polimerowy, ma szerokie perspektywy zastosowania i wartość zastosowania.
7. Poliimid jest nietoksyczny można go używać do produkcji naczyń stołowych i przyborów medycznych, wytrzymuje tysiące sterylizacji
8. Materiały filtracyjne do wysokoefektywnego oczyszczania gorących gazów w cementowniach, filtracji wysokotemperaturowej w elektrowniach na odpady, filtracji wysokotemperaturowej w elektrowniach cieplnych, filtracji wysokotemperaturowej w kotłach opalanych węglem, spalarniach drewna i osadów, hutach i spalarniach obornika kurzego,
9. Włókno poliimidowe jest stosowane do pakowania i w uszczelnieniach przemysłowych, ponieważ jest odporne na wysokie temperatury i korozję chemiczną.
10. Stosowany w materiałach filtrujących kurz w wysokiej temperaturze, materiałach izolacyjnych, różnego rodzaju odzieży ochronnej trudnopalnej odpornej na wysokie temperatury, spadochronach, strukturach plastra miodu i materiałach zgrzewanych na gorąco, wzmocnieniach materiałów kompozytowych i materiałach antyradiacyjnych.
11. Stosowane w przemyśle lotniczym, elastycznych obwodach drukowanych, motoryzacji, grzejnikach, etykietach z kodem kreskowym, taśmach samoprzylepnych, izolacji elektrycznej, zabezpieczeniach, szablonach PCB, elementach głośników, połączeniach elektronicznych o dużej gęstości, uszczelnieniach mechanicznych wysokotemperaturowych, modułach fotowoltaicznych.
