英 文 名 Polypyromellitimide,简称PMMI
1980年首次成功合成芳族聚酰亚胺,五十年代末期制备得到高分子量的芳族聚酰亚胺。1961年杜邦公司生产出聚均苯四甲酰亚胺薄膜(Kapton)。1964年开发生产聚均苯四甲酰亚胺膜塑料(Vespels)。1965年公开报道该聚合物的薄膜和模塑料,之后,粘合剂、涂料、泡沫和纤维相继问世。六十年代中期,大量文献涉及该聚合物的各有关方面。1977~1979年就有一千多篇有关稿件登载于美国化学文献中,100多篇文献向美国国家技术服务局登记。随着电器、电子机器的小型化、轻量化,对耐热性优良的、电性能优异的聚酰亚胺的需要量越来越多。1979年,美国消费聚酰亚胺2200吨。就薄膜而言,东丽·杜邦公司的Kapton年生产能力为565吨,钟渊化学公司在日本的Apical年生产能力为170吨,该公司与Allied-signal公司合作在美国有一年产150吨Apical生产装置,还准备在瑞士建设百吨级生产装置。俄国报道不详,从技术交流得悉,该国有一年产200多吨的生产装置。美国年生产能力近2000吨。全世界拥有聚均苯四甲酰亚胺薄膜年生产能力近4000吨。日本对膜塑料的年需要量为20吨,估计美国年需要量200多吨。全世界总需要量为每年300多吨,预测今后将以每年10%的速度递增。
中国对聚均苯四甲酰亚胺的研究始于1962年,1963年用于漆包线,1966年后薄膜、模塑料、粘合剂相继问世,产量已达200多吨。
加入一定量的二甲基乙酰胺到反应釜内,然后再加入4,4′-二氨基联苯醚,待基本溶解后,加入均苯四甲酸二酐,反应温度控制在50℃左右,得到透明的聚酰胺酸顶聚物溶液。预聚物脱除溶剂后,经300高温脱水环化或加醋酐(脱水剂)、三乙胺(中和剂)成盐沉淀,分离得到聚酰亚胺。
模塑粉和模压塑料的性能如下:
3.1模塑粉
外观:淡黄色粉末
细度:≤250μm
表观密度:≥0.35(克/cm3)
(0.5%邻甲酚溶液,温度35℃时测定)
3.2模压塑料
外观:琥珀色半透明
表面电阻率:≥1015Ω
体积电阻率:≥1016Ω·cm
压缩强度:≥160MPa
弯曲强度:≥180MPa
冲击强度:≥100kJ/m2
介电损耗角正切(106赫兹)1×10-3~5×10-3
介电常数(106赫兹)3.0~3.5
聚均苯四甲酰亚胺薄膜可用于电动机、变压器线圈的绝缘层和绝缘槽衬。与氟树脂复合的薄膜,可用于航空电缆、扁平软性电缆和电导体的包封材料。与铜箔复合的复铜板,可用作挠性印刷电缆、单层板和多层板、计算机打印头上的软带、应变片上的接线柱等。
模塑料可用于液氨接触的阀门零件、喷气发动机供应燃料系统的零件。
聚酰亚胺粘合剂可用于火箭、喷气机翼的粘接以及金刚砂磨轮的粘接。
轻质耐燃弹性泡沫塑料可用于飞机座垫。
纤维可做中空纤维,用于分离混合气体。
聚均苯四甲酰亚胺在1.8MPa 的负荷下热变形温度达360 ℃, 电性能如介电常数和介电损耗角正切值等优于PAI,强度则不如后者。PMMI 缩机活塞环、密封圈、鼓风机叶轮等, 还可用于与液氨接触的阀门零件、喷气发动机燃料供应系统零件。美国杜邦公司是PMMI 薄膜和膜塑料的主要供应商。
聚均苯四甲酰亚胺薄膜占其用途的75%。今后不仅用作绝缘薄膜,而且功能膜尤其是气体分离膜将会有大的发展。复铜箔应用也越来越广泛,应用比例将逐渐增加。
膜塑料将进一步提高高温的强度、伸长率和冲击强度,以满足苛刻环境中的应用要求。