Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Разновидности инженерных пластиков. Термопластичный полиэфиримид (PEI). Часть 1

1 мая 2020
Разновидности инженерных пластиков. Термопластичный полиэфиримид (PEI). Часть 1

Термопластичные полиэфиримиды сочетают прочность, термостойкость и огнестойкость традиционных полиимидов с простотой обработки расплава по сравнению со стандартными смолами для литья под давлением, такими как поликарбонат и АБС. Ключевыми характеристиками смолы PEI являются отличная стабильность размеров при высоких температурах под нагрузкой, гладкие литые поверхности, которые легко металлизируются или окрашиваются, прозрачность, оптические свойства и отличная эстетичность, очень высокая прочность, хорошая стойкость к растворителям в широком диапазоне температур.

Также для термопластичных полиэфиримидов характерны высокая температура непрерывного использования, стойкость к воспламенению без использования фосфорных или галогенных добавок, высокий кислородный индекс и низкое дымовыделение, полное соответствие требованиям медицинской и пищевой промышленности, хорошие электрические свойства за счёт низкого содержания ионов и, наконец, отличная обрабатываемость и пригодность для вторичной переработки.

Ключевыми элементами при получении полиэфиримида являются реакция диамина и диангидрида с образованием амидокислотного полимера посредством раскрытия кольца ангидрида путем нуклеофильной атаки диамина. Затем полиамидную кислоту превращают в полиимид путем удаления воды. Эти полимеризации обычно проводят в высококипящих полярных растворителях для растворения мономеров и поддержания полиамидной кислоты в растворе. Нагревание часто используется для удаления воды и образования полиимида. В некоторых случаях могут использоваться другие средства обезвоживания. В большинстве случаев конечный полиимид представляет собой трудно поддающийся обработке материал, который очень трудно формовать. Традиционные полиимиды обычно получают в растворе в качестве предшественника амидной кислоты. Часто раствор полиамидокислоты или раствор, который только частично имидизирован, используется для изготовления пленки, ламината или других форм. Полиамидная кислота затем нагревается во время (или после) процесса формования для удаления растворителя и воды с образованием конечного полиимида. Это усложняет процесс формования, который требует химической реакции удаления воды, помимо удаления растворителя.

Разновидности инженерных пластиков. Термопластичный полиэфиримид (PEI). Часть 1

Эти дополнительные требования могут быть учтены при простых операциях, например, при отливке тонкой пленки, где присутствует большая площадь поверхности, что способствует удалению растворителя и воды. Однако сделать более сложные формы трудно. Хорошо известные полиимиды на основе пиромеллитового диангидрида (PMDA) и оксидианилина (ODA) и бифенилдиангидридный (BPDA) полимер с оксидианилином производятся с использованием вариаций амидной кислоты. Полиимиды каптонного типа имеют термические переходы между +360 и +410 °C. Марка Upilex R имеет температуру стеклования Tg около +285 °C. Смола Upilex S представляет собой кристаллический полиимид, изготовленный из BPDA и парафенилендиамина (PPD). Он имеет очень высокий модуль с Tg более +500 °C. Хотя эти жесткие полиимиды обладают хорошими свойствами, после их имидирования их нелегко расплавить или переформировать. Простые заготовки могут быть изготовлены путем спекания полиимидных порошков под высоким давлением. Полиимидные детали могут быть обработаны из заготовок стержней, образованных из полиимидных порошков PMDA-ODA (Vespel от DuPont) и BPDA-ODA (Upimol от Ube, Inc.). Однако эти методы не являются привлекательными, когда необходимо изготовить большое количество деталей.

Разновидности инженерных пластиков. Термопластичный полиэфиримид (PEI). Часть 1

Полиамидокислотный процесс на основе раствора ограничивает тип и скорость, с которой изделия могут быть изготовлены из этих полиимидов. Это ограничение справедливо для многих полиимидов, имеющих очень жесткие основные цепи. Эти полиимиды, которые имеют очень небольшую гибкость в полимерной цепи и имеют высокую Tg, очень трудно плавить в сложные формы, особенно в промышленных масштабах. Такие труднореализуемые полимеры перерабатывают в изделия в более гибкой полиамидокислотной форме, часто с присутствием растворителя. Растворитель должен быть удален и извлечен для образования конечного полиимидного изделия. Это верно для полиимидов на основе PMDA и BPDA с ODA, как обсуждалось ранее. Они имеют только одну гибкую связь в полимерной цепи — эфирную группу ODA — и могут быть сформированы только в расплаве на стадии амидной кислоты или механической обработкой из твердого блока смолы. Хотя такие жесткие полиимиды пользуются огромным коммерческим успехом благодаря хорошим физическим свойствам, трудности при их обработке ограничивают их применение. Поэтому было желательно найти способ получения полимеров, который бы сочетал превосходные физические свойства традиционных полиимидов с простотой переработки в расплаве других термопластов, таких как поликарбонаты, полиэфиры или полиамиды.

Ключом к разработке действительно перерабатываемого из расплава полиимида было создание более гибких связей в основной цепи полимера. Это должно было быть сделано таким образом, чтобы полиимид сохранял другие желательные свойства (например, термостойкость, прочность, высокую температура использования и низкую воспламеняемость). Ученые из Центра корпоративных исследований и разработок General Electric достигли этого в конце 1970-х годов. Важной особенностью данного изобретения была разработка способа получения диангидридов, в частности, диангидридов на основе бисфенола-A. Это было достигнуто путем межфазного каталитического нуклеофильного ароматического замещения. Нитрогруппа была вытеснена из фталимида солью бисфенола с образованием дифункционального имидного соединения, которое, в свою очередь, было превращено в дифенгидрид бисфенол-A (BPADA). Нитрит натрия производится в качестве побочного продукта. Полиэфиримиды, полученные из этого диангидрида, обладают гораздо большей технологичностью в расплаве, чем традиционные полиимиды, и сохраняют многие (но не все) желаемые свойства. BPADA реагирует с более или менее эквимолярным количеством диамина, например, м-фенилендиамина (MPD), с получением полиамидной кислоты.

Разновидности инженерных пластиков. Термопластичный полиэфиримид (PEI). Часть 1

Вода удаляется при нагревании с образованием полиэфиримида (PEI). В этом случае после удаления воды и растворителя дополнительная гибкость полиимида позволяет экструдировать расплавленную смолу в нити. Нити полиэфиримида BPADA-MPD охлаждают и нарезают на гранулы, которые впоследствии можно переплавить для образования деталей или пленки. Порошок PEI может быть получен путем измельчения гранул или методом осаждения. Были разработаны специальные процессы для получения порошков PEI из мелких частиц (15 мкм). Как правило, перерабатываемые в расплаве смолы PEI имеют молекулярную массу от 20 до 50 тысяч, при этом частицы с более низкой молекулярной массой дают лучшую текучесть, а частицы с более высокой молекулярной массой обеспечивают лучшее воздействие на готовую продукцию. Молекулярную массу часто контролируют путем добавления монофункциональных ангидридов или аминов. Однако проведение полимеризации с небольшим избытком любого мономера является техникой, которая также может быть использована для контроля молекулярной массы.

Разновидности инженерных пластиков. Термопластичный полиэфиримид (PEI). Часть 1

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев: 2

Из термопластичного полиэфиримида делают трубопроводы?

02.05.2020 17:43
Александр Костромицкий
Александр Костромицкий

В нашей линейке нет данных продуктов. Можем помочь подобрать другой пластик, который будет работать при требуемых параметрах.

14.05.2020 13:51
Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад