Разновидности инженерных пластиков. Термопластичный полиэфиримид (PEI). Часть 2

Эта химическая структура является ключом к способности смолы перерабатываться в расплаве. Перерабатываемость расплава открывает множество возможностей для сложного проектирования, сочетания деталей и быстрых темпов производства для замены металла, керамики и других материалов. Литье под давлением с использованием BPADA PEI позволяет непрерывно изготавливать сложные детали всего за 20 секунд. Как упоминалось ранее, ключом к созданию BPADA была разработка химии нитрозамещения, которая образует эфирные связи, как можно увидеть по формулам. Эта химия позволяет солям бисфенола, обычно используемым для получения поликарбонатов и эпоксидных смол, становиться мономерами для синтеза полиимидов. Промежуточное соединение бис-N-метилимида превращается в диангидрид, который используется при полимеризации имида. Было показано, что вытеснение нитратом работает со многими солями бисфенола для создания семейства диангидридов. BPA диангидрид является коммерчески наиболее важным. Полимер BPADA-MPD наиболее удобно обрабатывать как полностью полимеризованный полимерный расплав.

Все амидокислотные группы закрыты для имидных связей, и летучие вещества не выделяются при нагревании (при условии, что полимер был достаточно высушен для удаления небольшого количества поглощенной воды). BPADA-MPD PEI растворим в некоторых полярных апротонных растворителях, таких как N-метилпирролидинон, диметилформамид или диметилацетамид, а также в таких растворителях, как хлороформ, анизол и дихлорбензол. Если обработка в расплаве нежелательна, термопластичная смола PEI также может быть отлита в пленку или раствор может быть смешан с другими ингредиентами. Поскольку материалы полностью полимеризуются, для образования формованного компонента требуется только удаление растворителя, а не обезвоживание или химическое отверждение. Полиэфиримиды представляют собой аморфные полимеры с превосходной стабильностью размеров. Они прозрачны, с полезными оптическими свойствами, однако все термопластичные полиэфиримиды имеют желтый желтый цвет (как и почти все полиимиды). Индекс желтизны (YI) 3,2-мм (0,130 дюйма) BPADAMPD PEI-литой детали обычно составляет более 50.

BPADA был полимеризован с широким спектром других диаминов и других диангидридов для получения особого семейства полимеров и сополимеров. Главным среди них является полимер BPADA с п-фенилендиамином (PPD). Эта смола PPD имеет немного более высокую Tg (температуру стеклования), чем смола MPD, а также имеет намного лучшую стойкость к растворителям. Удаление полученного из MPD излома из цепи PEI делает смолу гораздо менее растворимой, но симметрия не настолько высока, чтобы позволить кристаллизацию в большинстве условий. Наличие трех гибких звеньев – двух простых эфирных групп и изопропилиденовой связи – всё еще обеспечивает возможность переработки в расплаве. Tg слегка повышается до +227 °C, и устойчивость к растворителям значительно улучшается по сравнению с полимером BPADA-MPD. Сополимеры BPADA с PMDA и MPD были получены для получения более высокой Tg.

Благодаря включению небольшого количества PMDA, используемого в полиимиде Kapton, Tg повышается до +234 °C с небольшим уменьшением потока из-за включения негибкой связи PMDA в основной цепи полимера. Другие свойства сохраняются. Совсем недавно смола с более высокой Tg (+248 °C) была получена по реакции BPADA с диамино-дифенилсульфоном (DDS). Эта высокотемпературная полиэфиримидсульфоновая смола (PEIS) всё еще перерабатывается в расплаве, а ключ к успеху этого материала всё тот же: создание гибких связей в основной цепи полимера. Полимер BPADA-DDS имеет четыре гибкие связи: две эфирные связи и изопропилиденовую группу из BPADA, плюс сульфоновую связь из DDS. Эта смола на основе DDS является более полярной, чем PEI BPADA-MPD (благодаря группе SO2), и поэтому поглощает немного больше влаги, чем другие полиимиды на основе BPADA. Тем не менее, он по-прежнему обеспечивает все удобства обработки расплава с более высокими тепловыми возможностями. Полимер BPADA-DDS смешивается с PEI BPADA-MPD и имеет сходные характеристики растворимости. Хорошие механические и огнестойкие свойства сохраняются.