Polyimider

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 8 juni 2021; verifiering kräver 1 redigering .

Polyimider (ibland förkortade som PI) är en klass av polymerer som innehåller imidcykler i huvudkedjan [1] , vanligtvis sammansmälta med aromatiska eller andra cykler. Värmebeständiga aromatiska polyimider, derivat av tetrakarboxylsyror med femledade imidringar i huvudkedjan, har funnit den största tillämpningen.

Klassificering

Beroende på sammansättningen av deras huvudkedja kan polyimider vara:

Aromatisk: R' och R" är de två kolen i den aromatiska ringen. Dessa är de mest använda polyimider på grund av deras termiska stabilitet .

Beroende på typen av interaktion mellan huvudkedjorna:

Syntes

Polyimider erhålls vanligtvis genom polykondensation av tetrakarboxylsyradianhydrider - pyromellitsyra ( bensen -1,2,4,5-tetrakarboxylsyra), 3,3',4,4'-tetrakarboxidifenyl, etc.) med diaminer , i fallet med syntesen av värmebeständiga polyimider, används de vanligtvis aromatiska diaminer (4,4'-diaminodifenyloxid, m-fenylendiamin , etc.). Vid smältbara polyamider kan polykondensationen utföras i smältan i ett steg, men vid värmebeständiga och olösliga polyimider används en tvåstegsprocess. Det första steget av polykondensationen utförs i lösning, medan interaktionen av en dianhydrid (till exempel pyromellitinsyradianhydrid A ) med diamin syntetiserar polyaminsyra B , alifatiska amider ( dimetylformamid , N,N'-dimetylacetamid, N-metylpyrrolidon) eller dimetylsulfoxid används vanligtvis som lösningsmedel . Den polyamidsyra som erhålls i det första steget cykliseras ytterligare till polyimid C :

Ringslutningen av en amidosyra till polyimid (imidisering) kan utföras både termiskt och kemiskt.

Under termisk imidisering värms filmer, fibrer eller pulver som bildas av polyaminsyra i vakuum eller en inert atmosfär till 300–350 °C, medan vattnet spjälkas av och imidcykeln stängs; polymerisationsgraden minskar vanligtvis i denna process.

Under kemisk imidisering behandlas en lösning av polyaminsyra med en blandning av karboxylsyraanhydrid (oftast ättiksyraanhydrid) och en tertiär amin (trietylamin, pyridin, etc.), processen fortsätter vid relativt låga temperaturer (20-100 ° C) ) och med bevarande av polymerisationsgraden för den ursprungliga polyaminsyran.

Polyimider syntetiseras också genom interaktionen av tetrakarboxylsyraanhydrider med diisocyanater, reaktionen fortsätter med frisättning av koldioxid :

Egenskaper

Termohärdande polyimider är kända för termisk stabilitet, god kemisk beständighet, utmärkta mekaniska egenskaper, orange/gul färg. Polyimider är förstärkta med kol eller glasfiber för att erhålla kompositmaterial. Termohärdande polyimider uppvisar hög draghållfasthet. Dessa egenskaper bibehålls upp till en temperatur på 232 °C. De flesta polyimider är opåverkade av vanliga lösningsmedel och oljor  - inklusive kolväten , estrar , etrar , alkoholer och freoner . De är också resistenta mot svaga syror, men de rekommenderas inte för användning i miljöer som innehåller alkalier och oorganiska syror , samt varmt vatten och ånga .

Applikation

Anteckningar

  1. ↑ Maréchal, E.; ES Wilks. Generisk källbaserad nomenklatur för polymerer (IUPAC Recommendations 2001) (engelska)  // Pure and Applied Chemistry  : journal. - 2001. - Vol. 73 , nr. 9 . - P. 1511-1519 . — ISSN 1365-3075 0033-4545, 1365-3075 . doi : 10.1351 / pac200173091511 .  
  2. ↑ Y. Tamenori, J. Synchrotron Rad. (2010), 17, 243-249

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk