PI聚酰亚胺工程塑料性能介绍

 

    聚酰亚胺，英文名Polyimide(简称PI)，是指主链上含有酰亚胺环（-CO-NH-CO-）的一类聚合物，是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。可分为均苯型PI，可溶性PI，聚酰胺-酰亚胺（PAI）和聚醚亚胺（PEI）四类。

 

  1、力学性能，耐疲劳性好，有良好自润滑性；均苯型聚酰亚胺薄膜的拉伸强度可达170 MPa，联苯型可达400MPa

  2、耐磨耗性，摩擦系数小且不受湿、温度的影响，冲击强度高，但对缺口敏感。

  3、耐热性优异，可在-260（不会脆裂）～330℃长期使用，热变型温度高达343℃，短时间耐温可达500℃。

  4、耐辐射性好，不冷流，不开裂，电绝缘性优异，阻燃。

  5、收缩率、线膨胀系数小，尺寸稳定性好，吸水率低。

  6、化学稳定性好，耐臭氧，耐细菌侵蚀，耐溶性好，但易受碱、吡啶等侵蚀。

 

  nano-EG改性：PI填充15%nano-EG后其实耐磨性可提高200倍；

  PTFE改性：PI填充30%PTFE的复合材料耐磨性可提高3个数量级；

  混合改性：填充nano-EG和PTFE混合改性的PI材料与45钢金属摩擦系数略有上升，但是耐磨性却大幅度提升；

  三元复合改性：经过纳米Cu、PTFE和nano-EG复合改性的PI材料耐磨性尤为突出；

  玻璃纤维改性：通过不同比例的玻纤增强，可以不同程度提升PI材料的机械强度；

  其它改性：通过不同制剂的改性可以让PI更适合产品的应用，含硅PI则可以提升其溶解性、透气性、抗冲击性、耐候性和粘合性等；

 

    20世纪50年代，美国和前苏联率先研发了PI这一耐热高分子材料。经过半个世纪的研发，目前商业化品种已有10多种，主要品种有聚醚酰亚胺（PEI）、聚酰胺-酰亚胺（PAI）和双马来酰亚胺（BMI）等。

    目前对PEI的开发趋势是引入对苯二胺结构，或与其他工程塑料组合，以提高耐热性。例如，与聚碳酸酯、聚酰胺等工程塑料组合后可提高机械强度；PAI是高强度的聚酰亚胺品种，目前发展趋势是增强改性，以及同其他塑料合金化；BMI是以马来酰亚胺为活性基的双官能团化合物，具有与典型热固性树脂相似的流动性和可模塑性，与环氧树脂的加工与成型基本相同，是目前国内研发的热点。

 

    2005年，全球消费PI约4.5万t，其中美国、西欧和日本的消费量超过了3万t。全球主要的PI生产厂家约50余家，其中美国14家，西欧11家，日本13家。此外，俄罗斯、中国、印度、韩国、马来西亚和中国台湾也均有少量的生产和消费。几年来，全球对PI的需求每年将以10%左右的速度递增，特别是中国市场，对PI的需求量正在快速增长，不久的将来，中国将成为最大的PI需求国之一。

 

PI材料对加工工艺没有特别要求，正常工艺有：

  压缩模塑、浸渍、注塑、挤出、压铸、涂覆、流延、层合、发泡、传递模塑。

 

  1、航空领域：发动机供燃料系统零件、喷气发动机元件、压缩机和发动机零件等；

  2、汽车领域：发动机部件、轴承、活塞套、定时齿轮；

  3、电子领域：印刷线路板、绝缘材料、耐热性电缆、接线柱、插座；

  4、机械领域：耐高温自润滑轴承、压缩机叶片和活塞机、密封圈、设备隔热罩、止推垫圈、轴衬；

  5、其他领域：机械摩擦部件的辅助配件，如夹爪，垫片，套管等。