Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Разновидности инженерных пластиков. Термопластичный полиимид (TPI). Часть 1

12 мая 2020
Разновидности инженерных пластиков. Термопластичный полиимид (TPI). Часть 1

Когда говорят о таких соединениях, как полиимиды, чаще всего подразумевают ароматические полиимиды, полимеризованные из ароматических мономеров, которые являются нерастворимыми и инфузионными. Из всех полиимидов нетермопластичные полиимиды, полимеризованные из пиромеллитового диангидрида (PMDA) и бис-4-аминофенил эфира (ODA), имеют самую долгую историю (уже около 50 лет) с момента их коммерциализации компанией DuPont. Полиимид не может быть расплавлен или отлит под давлением и поэтому имеет некоторые ограничения для сложной конструкции и производительности. В конце 1980-х японская компания Mitsui Chemicals начала исследовать и разрабатывать термопластичный полиимид для удовлетворения потребностей промышленности. В результате этих усилий был запущен инженерный пластик под названием Aurum. Этот материал синтезирован из пиромеллитового диангидрида и 4-бис-3-аминофенокси бифенила и обладает высокой термостойкостью с температурой стеклования Tg = 250 °C.

Aurum представляет собой полукристаллический полиимид, полученный литьем под давлением, но имеет очень низкую скорость кристаллизации. Часть, полученная литьем под давлением, является аморфной, а не кристаллической, хотя Aurum является полукристаллическим полимером. Постотверждение после литья под давлением позволило управлять кристаллизацией, но контроль плотности при этом был недостаточным. В начале 2000-х на рынке появился еще один новый термопластичный полиимид, названный SuperAurum, кристаллизуемый в форме полиимида, который имеет превосходную температуру теплового отклонения: +400 °C. Он выпускается с наполнителем из углеродного волокна. SuperAurum находится в кристаллическом состоянии во время литья под давлением из-за увеличения скорости кристаллизации. SuperAurum обладает лучшими химическими и механическими свойствами. Полимер был получен путем выбора оптимального мономера.

Разновидности инженерных пластиков. Термопластичный полиимид (TPI). Часть 1

Поликонденсация является типичным методом синтеза полиимидов, для которого в качестве мономеров необходимы ароматические тетракарбоновые кислоты и ароматические диамины. Процесс полимеризации проходит через две реакции: добавление ароматических диаминов к раскрытию цикла в ароматические тетракарбоновые диангидриды в растворе при комнатной температуре дает растворимые предшественники полиаминовых кислот, после чего следует твердофазная термическая циклодегидратация в полиимиды. Перерабатываемость в расплаве зависит от комбинации мономеров. По мнению специалистов Mitsui Chemicals, критические параметры для конструкции полиимидов включают: эффект аминозамещенного положения эфирдиамина, количество бензольных колец в эфире диамина, аминозамещенное положение в эфире диамина, а также оптимальную молекулярную массу. Эти факторы влияют на термопластичность полиимидов. Затем был сделан вывод, что термопластичность можно контролировать путем выбора эфира диамина с определенной длиной цепи. При этом полиимид из метааминозамещенного диамина обладает меньшей термостойкостью, чем полиимид из пара-формы. Полимер метаформы, однако, обладает гораздо лучшей пластичностью, чем полимер параформы, с учётом таких характеристик, как Tg и Tm (температуры стеклования и плавления). Материал Aurum имеет химическую структуру, состоящую из повторяющихся звеньев пиромеллитового диангидрида и 4,4'-бис-3-аминофенокси бифенила с Tg = 250 °C и Tm = 390 °C.

Разновидности инженерных пластиков. Термопластичный полиимид (TPI). Часть 1

Существует пять основных областей для применения термопластичных полиимидов: электроника, электрика и полупроводники, автомобильная промышленность, промышленное оборудование, производство проводов, кабелей, плёнок и волокна, а также авиация и космонавтика. Столь широкие возможности применения TPI достигаются за счёт уникальных свойств этих материалов. Например, их долговременная термостойкость достигает +235 °C. Кроме того, стабильность размеров, основанная на высокой термостойкости, увеличила применение, требующее жестких допусков деталей. Превосходные износостойкие и антифрикционные свойства полиимида очаровали многих инженеров, которым приходилось проектировать детали, используемые в тяжелых условиях. Поэтому же многие виды деталей, изготовленных из Aurum, были коммерциализированы. Отличные диэлектрические свойства и стойкость к нагреву и истиранию, которые характеризуют Aurum, привели к увеличению числа применений в электронике и электротехнике. Полиимид производится компанией Mitsui Chemicals, и чистота контролируется во время полимеризации без катализаторов. Части, которые требуют чистоты, такие как детали внутри жестких дисков и других приводных устройств, были пригодны для полиимида. Кроме того, Aurum все чаще используется в операциях обработки, изготовления и тестирования кремниевых пластин и микропроцессоров для уникальной комбинации свойств.

Этим материалам свойственные высокая чистота и низкое содержание следов металлов, низкая тепловая дегазация при повышенных температурах, размерная стабильность при повышенных температурах, контроль поверхностного удельного сопротивления. Носители All-Aurum и Aurum-metal для гибридных жестких дисков обеспечивают исключительную стабильность размеров при повышенных температурах. Стеклянные носители для жидкокристаллического дисплея (LCD), изготовленные методом литья под давлением Aurum, могут выдерживать сверхвысокие температуры обработки (UHT). Эта технология получила название Olive и запатентована компанией 3M. Материал позволяет использовать устройства в определенных областях, отвечая стандартам JEDEC по термостойкости после многократных воздействий до +230 °C. Рост популярности литьевого полиимида и уплотнений в автомобильной промышленности обусловлен спросом на более долговечные, чрезвычайно термостойкие и сверхвысокочастотные материалы, которые предлагают возможности снижения затрат по сравнению с металлическими и обычными полиимидами.

Разновидности инженерных пластиков. Термопластичный полиимид (TPI). Часть 1

В узлах транспортных средств, включая трансмиссию, двигатель и электродвигатели, отлитые под давлением компоненты Aurum заменили металлы в условиях постоянных высоких температур и высоких фотоэлектрических нагрузок для увеличения срока службы компонентов, снижения веса и повышения производительности. В автомобильной и внедорожной технике инженеры всё чаще выбирают Aurum за уникальные характеристики этого материала. Ему свойственны отличные трибологические характеристики, высокая прочность и ударопрочность при температуре до +235 °C, превосходное сопротивление ползучести, низкий коэффициент трения, стойкость к химическим веществам и автомобильным жидкостям, способность контролировать утечки, низкий коэффициент теплового расширения, инжекционная формуемость для производства деталей сложной конструкции. Вышеупомянутые выдающиеся свойства позволили использовать Aurum во многих видах автомобильных деталей. В следующей части приведём некоторые примеры использования этого материала, а также поговорим о других областях применения термопластичного полиимида.

Разновидности инженерных пластиков. Термопластичный полиимид (TPI). 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 нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад