ວັດສະດຸທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ - polyimide (1)

Polyimide, ເປັນວັດຖຸດິບທັງໝົດໃນໂພລີເມີ, ໄດ້ກະຕຸ້ນຄວາມສົນໃຈຂອງສະຖາບັນຄົ້ນຄ້ວາຫຼາຍແຫ່ງໃນປະເທດຈີນ, ແລະບາງວິສາຫະກິດກໍ່ເລີ່ມຜະລິດ - ວັດສະດຸ polyimide ຂອງພວກເຮົາເອງ.
I. ພາບລວມ
ໃນຖານະເປັນອຸປະກອນວິສະວະກໍາພິເສດ, polyimide ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການບິນ, ການບິນອະວະກາດ, microelectronics, nanometer, ໄປເຊຍກັນຂອງແຫຼວ, ເຍື່ອແຍກ, laser ແລະຂົງເຂດອື່ນໆ.ຫວ່າງ​ມໍ່ໆ​ມາ​ນີ້, ປະ​ເທດ​ຕ່າງໆ​ພວມ​ຈັດ​ລາຍການ​ຄົ້ນ​ຄ້ວາ, ພັດທະນາ ​ແລະ ການ​ນຳ​ໃຊ້polyimideເປັນຫນຶ່ງໃນພາດສະຕິກວິສະວະກໍາທີ່ໂດດເດັ່ນໃນສະຕະວັດທີ 21.Polyimide, ເນື່ອງຈາກຄຸນລັກສະນະທີ່ໂດດເດັ່ນໃນການປະຕິບັດແລະການສັງເຄາະ, ບໍ່ວ່າຈະຖືກນໍາໃຊ້ເປັນວັດສະດຸໂຄງສ້າງຫຼືອຸປະກອນທີ່ເປັນປະໂຫຍດ, ຄວາມສົດໃສດ້ານຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອັນໃຫຍ່ຫຼວງຂອງມັນຖືກຮັບຮູ້ຢ່າງເຕັມທີ່, ແລະມັນຖືກເອີ້ນວ່າ "ຜູ້ຊ່ຽວຊານດ້ານການແກ້ໄຂບັນຫາ" (protion solver. ), ແລະເຊື່ອວ່າ "ໂດຍບໍ່ມີການ polyimide, ຈະບໍ່ມີເຕັກໂນໂລຊີ microelectronics ໃນມື້ນີ້".

ອັນທີສອງ, ການປະຕິບັດຂອງ polyimide
1. ອີງຕາມການວິເຄາະ thermogravimetric ຂອງ polyimide ທີ່ມີກິ່ນຫອມຢ່າງເຕັມທີ່, ອຸນຫະພູມ decomposition ຂອງມັນໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນປະມານ 500 ° C.Polyimide ສັງເຄາະຈາກ biphenyl dianhydride ແລະ p-phenylenediamine ມີອຸນຫະພູມ decomposition ຄວາມຮ້ອນຂອງ 600 ° C ແລະເປັນຫນຶ່ງໃນໂພລີເມີທີ່ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງທີ່ສຸດຄວາມຮ້ອນມາເຖິງຕອນນັ້ນ.
2. Polyimide ສາມາດທົນກັບອຸນຫະພູມຕ່ໍາທີ່ສຸດ, ເຊັ່ນໃນ helium ຂອງແຫຼວທີ່ -269 ° C, ມັນຈະບໍ່ brittle.
3. Polyimideມີຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ດີເລີດ.ຄວາມແຮງ tensile ຂອງພາດສະຕິກ unfilled ແມ່ນສູງກວ່າ 100Mpa, ຮູບເງົາ (Kapton) ຂອງ homophenylene polyimide ແມ່ນສູງກວ່າ 170Mpa, ແລະ polyimide ປະເພດ biphenyl (UpilexS) ສູງເຖິງ 400Mpa.ໃນຖານະເປັນພາດສະຕິກວິສະວະກໍາ, ປະລິມານຂອງຮູບເງົາ elastic ແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວ 3-4Gpa, ແລະເສັ້ນໄຍສາມາດບັນລຸ 200Gpa.ອີງຕາມການຄິດໄລ່ທາງທິດສະດີ, ເສັ້ນໄຍສັງເຄາະໂດຍ phthalic anhydride ແລະ p-phenylenediamine ສາມາດບັນລຸ 500Gpa, ທີສອງພຽງແຕ່ເສັ້ນໄຍກາກບອນ.
4. ບາງຊະນິດພັນ polyimide ແມ່ນ insoluble ໃນສານລະລາຍອິນຊີແລະມີຄວາມຫມັ້ນຄົງທີ່ຈະ dilute ອາຊິດ.ແນວພັນທົ່ວໄປແມ່ນບໍ່ທົນທານຕໍ່ hydrolysis.ຂໍ້ບົກຜ່ອງທີ່ເບິ່ງຄືວ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ polyimide ແຕກຕ່າງຈາກໂພລີເມີທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງອື່ນໆ.ລັກສະນະແມ່ນວ່າວັດຖຸດິບ dianhydride ແລະ diamine ສາມາດຟື້ນຕົວໄດ້ໂດຍ hydrolysis ເປັນດ່າງ.ຕົວຢ່າງ, ສໍາລັບຮູບເງົາ Kapton, ອັດຕາການຟື້ນຕົວສາມາດບັນລຸ 80%-90%.ການປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງຍັງສາມາດໄດ້ຮັບແນວພັນທີ່ຂ້ອນຂ້າງທົນທານຕໍ່ hydrolysis, ເຊັ່ນ: ທົນທານຕໍ່ 120 ° C, 500 ຊົ່ວໂມງຂອງການຕົ້ມ.
5. ຕົວຄູນການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນຂອງ polyimide ແມ່ນ 2 × 10-5－3 × 10-5 ℃, Guangcheng thermoplastic polyimide ແມ່ນ 3 × 10-5 ℃, ປະເພດ biphenyl ສາມາດບັນລຸ 10-6 ℃, ແນວພັນສ່ວນບຸກຄົນສາມາດສູງເຖິງ 10-. 7°C.
6. Polyimide ມີຄວາມຕ້ານທານລັງສີສູງ, ແລະຮູບເງົາຂອງມັນມີອັດຕາການຮັກສາຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງ 90% ຫຼັງຈາກການ irradiation ເອເລັກໂຕຣນິກໄວ 5 × 109rad.
7. Polyimideມີຄຸນສົມບັດ dielectric ທີ່ດີ, ມີຄວາມຄົງທີ່ dielectric ປະມານ 3.4.ໂດຍການແນະນໍາ fluorine ຫຼືການກະຈາຍ nanometers ອາກາດໃນ polyimide, ຄົງທີ່ dielectric ສາມາດຫຼຸດລົງປະມານ 2.5.ການສູນເສຍ dielectric ແມ່ນ 10-3, ຄວາມເຂັ້ມແຂງ dielectric ແມ່ນ 100-300KV / mm, Guangcheng thermoplastic polyimide ແມ່ນ 300KV / mm, ການຕໍ່ຕ້ານປະລິມານແມ່ນ 1017Ω / cm.ຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້ຍັງຄົງຢູ່ໃນລະດັບສູງໃນໄລຍະອຸນຫະພູມທີ່ກວ້າງແລະລະດັບຄວາມຖີ່.
8. Polyimide ເປັນໂພລີເມີເຕີທີ່ສາມາດດັບໄຟດ້ວຍຕົນເອງທີ່ມີອັດຕາການຄວັນຢາສູບຕ່ໍາ.
9. Polyimide ມີການປ່ອຍອາຍພິດໜ້ອຍຫຼາຍພາຍໃຕ້ສູນຍາກາດທີ່ສູງທີ່ສຸດ.
10. Polyimide ແມ່ນບໍ່ມີສານພິດ, ສາມາດນໍາມາເຮັດເຄື່ອງໃຊ້ໃນໂຕະໂຕະ ແລະເຄື່ອງໃຊ້ທາງການແພດ, ແລະສາມາດທົນທານຕໍ່ການຂ້າເຊື້ອຫຼາຍພັນຊະນິດ.ບາງ polyimides ຍັງມີ biocompatibility ທີ່ດີ, ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ພວກມັນບໍ່ແມ່ນ hemolytic ໃນການທົດສອບຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງເລືອດແລະບໍ່ມີສານພິດໃນການທົດສອບ cytotoxicity in vitro.

3. ການສັງເຄາະຫຼາຍວິທີ:
ມີຫຼາຍຊະນິດແລະຮູບແບບຂອງ polyimide, ແລະມີຫຼາຍວິທີທີ່ຈະສັງເຄາະມັນ, ສະນັ້ນມັນສາມາດເລືອກໄດ້ຕາມຈຸດປະສົງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຕ່າງໆ.ປະເພດຂອງຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໃນການສັງເຄາະນີ້ແມ່ນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກສໍາລັບໂພລີເມີອື່ນໆທີ່ຈະມີ.

1. Polyimideສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຖືກສັງເຄາະຈາກ dibasic anhydrides ແລະ diamines.ສອງ monomers ເຫຼົ່ານີ້ຖືກລວມເຂົ້າກັບ polybenzimidazole, polybenzimidazole, polybenzothiazole, polyquinone ເມື່ອປຽບທຽບກັບ monomers ເຊັ່ນ phenoline ແລະ polyquinoline, ແຫຼ່ງວັດຖຸດິບແມ່ນກວ້າງ, ແລະການສັງເຄາະແມ່ນຂ້ອນຂ້າງງ່າຍ.ມີຫຼາຍຊະນິດຂອງ dianhydrides ແລະ diamines, ແລະ polyimides ທີ່ມີຄຸນສົມບັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນສາມາດໄດ້ຮັບໂດຍການປະສົມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
2. Polyimide ສາມາດຖືກ polycondensed ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາໂດຍ dianhydride ແລະ diamine ໃນສານລະລາຍຂົ້ວໂລກເຊັ່ນ DMF, DMAC, NMP ຫຼື THE / methanol ປະສົມ, ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບອາຊິດ polyamic ທີ່ລະລາຍ, ຫຼັງຈາກການສ້າງຮູບເງົາຫຼື spinning ຄວາມຮ້ອນປະມານ 300 ° C ສໍາລັບ. ການຂາດນ້ໍາແລະ cyclization ເຂົ້າໄປໃນ polyimide;acetic anhydride ແລະ tertiary amine catalysts ຍັງສາມາດຖືກເພີ່ມໃສ່ອາຊິດ polyamic ສໍາລັບການຂາດນ້ໍາທາງເຄມີແລະ cyclization ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂ polyimide ແລະຝຸ່ນ.Diamine ແລະ dianhydride ຍັງສາມາດໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແລະ polycondensed ໃນຕົວລະລາຍຈຸດຮ້ອນສູງ, ເຊັ່ນ: phenolic solvent, ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບ polyimide ໃນຂັ້ນຕອນດຽວ.ນອກຈາກນັ້ນ, polyimide ຍັງສາມາດໄດ້ຮັບຈາກປະຕິກິລິຍາຂອງ ester ອາຊິດ dibasic ແລະ diamine;ມັນຍັງສາມາດປ່ຽນຈາກອາຊິດ polyamic ເປັນ polyisoimide ກ່ອນ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເປັນ polyimide.ວິທີການເຫຼົ່ານີ້ທັງຫມົດນໍາເອົາຄວາມສະດວກໃນການປຸງແຕ່ງ.ອະດີດເອີ້ນວ່າວິທີການ PMR, ເຊິ່ງສາມາດໄດ້ຮັບຄວາມຫນືດຕ່ໍາ, ການແກ້ໄຂແຂງສູງ, ແລະມີປ່ອງຢ້ຽມທີ່ມີ viscosity melt ຕ່ໍາໃນລະຫວ່າງການປຸງແຕ່ງ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບການຜະລິດວັດສະດຸປະສົມ;ການເພີ່ມຂຶ້ນສຸດທ້າຍເພື່ອປັບປຸງການລະລາຍ, ບໍ່ມີທາດປະສົມໂມເລກຸນຕ່ໍາຖືກປ່ອຍອອກມາໃນລະຫວ່າງຂະບວນການປ່ຽນໃຈເຫລື້ອມໃສ.
3. ຕາບໃດທີ່ຄວາມບໍລິສຸດຂອງ dianhydride (ຫຼື tetraacid) ແລະ diamine ມີຄຸນວຸດທິ, ບໍ່ວ່າວິທີການ polycondensation ໃດກໍ່ຕາມ, ມັນງ່າຍທີ່ຈະໄດ້ຮັບນ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນສູງພຽງພໍ, ແລະນ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນສາມາດປັບຕົວໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍໂດຍການເພີ່ມຫນ່ວຍ anhydride ຫຼື. ໜ່ວຍ amine.
4. Polycondensation ຂອງ dianhydride (ຫຼື tetraacid) ແລະ diamine, ຕາບໃດທີ່ອັດຕາສ່ວນ molar ບັນລຸອັດຕາສ່ວນ equimolar, ການປິ່ນປົວຄວາມຮ້ອນໃນສູນຍາກາດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍສາມາດເພີ່ມນ້ໍາຫນັກໂມເລກຸນຂອງ prepolymer ນ້ໍາໂມເລກຸນຕ່ໍາແຂງ, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງການປຸງແຕ່ງແລະການປະກອບເປັນຝຸ່ນ.ມາສະດວກ.
5. ມັນງ່າຍທີ່ຈະແນະນໍາກຸ່ມ reactive ໃນຕອນທ້າຍຂອງຕ່ອງໂສ້ຫຼືລະບົບຕ່ອງໂສ້ເພື່ອສ້າງເປັນ oligomers ທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງໄດ້ຮັບ thermosetting polyimide.
6. ນໍາໃຊ້ກຸ່ມ carboxyl ໃນ polyimide ເພື່ອປະຕິບັດການສ້າງ esterification ຫຼືເກືອ, ແລະແນະນໍາກຸ່ມ photosensitive ຫຼືກຸ່ມ alkyl ລະບົບຕ່ອງໂສ້ຍາວເພື່ອໃຫ້ໄດ້ໂພລີເມີ amphiphilic, ເຊິ່ງສາມາດນໍາໃຊ້ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ photoresists ຫຼືຖືກນໍາໃຊ້ໃນການກະກຽມຮູບເງົາ LB.
7. ຂະບວນການທົ່ວໄປຂອງການສັງເຄາະ polyimide ບໍ່ໄດ້ຜະລິດເກືອອະນົງຄະທາດ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນຜົນປະໂຫຍດສໍາລັບການກະກຽມວັດສະດຸ insulating.
8. dianhydride ແລະ diamine ເປັນ monomers ງ່າຍທີ່ຈະ sublimate ພາຍໃຕ້ສູນຍາກາດສູງ, ສະນັ້ນມັນງ່າຍທີ່ຈະປະກອບເປັນ.polyimideຮູບເງົາໃສ່ workpieces, ໂດຍສະເພາະແມ່ນອຸປະກອນທີ່ມີຫນ້າບໍ່ສະເຫມີກັນ, ໂດຍ vapor deposition.