Polimida memiliki ketahanan panas yang sangat kuat, ketahanan suhu sangat rendah, dan stabilitas dimensi yang baik.
Apa itu polimida?
Polimida (PI) adalah jenis polimer dengan ketahanan panas tinggi yang dikembangkan pada tahun 1950-an. Polimida umumnya merujuk pada jenis polimer yang mengandung cincin imida (—CO—NH—CO—) pada rantai utamanya.
Karakteristik Kinerja
Karena struktur polimida mengandung cincin heterosiklik aromatik yang sangat stabil, ia memiliki banyak sifat yang sangat baik:
1. Tahan panas:
Polimida memiliki ketahanan panas yang sangat kuat. Analisis termogravimetri TGA menunjukkan bahwa suhu dekomposisi polimida dapat mencapai 500℃-600℃. Polimida merupakan salah satu polimer paling stabil pada tahap ini.
2. Tahan suhu rendah
Material polimida memiliki ketahanan suhu sangat rendah. Bahkan dalam nitrogen cair bersuhu sangat rendah, material ini tidak akan getas dan tetap dapat mempertahankan kekuatan mekanis tertentu.
3. Sifat mekanik yang baik:
Kekuatan tarik film homophenylene polimida (Kapton) adalah 170 MPa dan modulus tariknya adalah 3,0 GPa, sedangkan kekuatan tarik biphenyl polimida (Upilex) mencapai 400 MPa dan modulus tariknya adalah 3 ~ 4 GPa, dan dapat lebih besar dari 200 GPa setelah peningkatan.
4. Stabilitas dimensi yang baik:
Material polimida memiliki koefisien muai termal yang sangat rendah. Koefisien muai termal umumnya 2×10⁻ ...
5. Sifat dielektrik dan isolasi yang baik:
Konstanta dielektrik bahan polimida umumnya berkisar antara 3,0 dan 3,6. Ketika atom fluorin ditambahkan atau udara nanoskala didispersikan di dalamnya, konstanta dielektrik dapat berkurang hingga antara 2,5 dan 2,7, atau bahkan lebih rendah. Rugi dielektriknya sekitar 1×10⁻⁴, kekuatan dielektriknya 100 ~ 300 Kv/mm³, dan resistansi volumenya 1×10⁻⁴ Ω³.cm³. Konstanta dielektrik polimida yang rendah ini menjamin penerapannya sebagai bahan kemasan dan bahan isolasi dalam industri mikroelektronika.
6. Ketahanan radiasi yang baik:
Bahan polimida stabil pada suhu tinggi, vakum tinggi, dan radiasi, serta memiliki zat volatil yang rendah.
7. Stabilitas kimia yang baik:
Umumnya polimida tidak larut dalam pelarut organik umum, dan polimida larut umum hanya larut dalam beberapa pelarut organik polar tertentu. Namun, polimida, seperti polimer aromatik lainnya, tidak tahan terhadap asam sulfat pekat, asam nitrat pekat, dan halogen. Polimida memiliki ketahanan hidrolisis yang kuat terhadap asam encer dan stabilitas tinggi terhadap oksidan dan reduktor, terutama pada suhu tinggi. Namun, varietas umum tidak tahan terhadap hidrolisis, terutama hidrolisis alkali.
8.Ketahanan api yang baik:
Polimida adalah polimer pemadam api otomatis dengan tingkat asap yang sangat rendah. Tingkat residu karbon setelah pembakaran suhu tinggi seringkali lebih dari 50%. Polimida merupakan penghambat panas dan penghambat api yang baik.
9. Tidak beracun dan biokompatibel:
Polimida tidak beracun, dan beberapa polimida juga sangat biokompatibel. Polimida dapat digunakan untuk membuat peralatan makan dan peralatan medis, serta dapat bertahan melalui ribuan sterilisasi.
10.Polimida juga memiliki kekurangan:
Polimida tradisional bersifat fusibel dan sulit diproses, filmnya keras, rapuh, dan kekuatannya rendah; ketika digunakan dalam industri mikroelektronika, koefisien ekspansi termalnya kurang baik. Dalam industri komunikasi optik, transparansinya buruk; pada saat yang sama, daya rekatnya juga kurang baik.
Metode Sintesis Polimida
Metode sintesis polimida dapat dibagi menjadi dua kategori. Jenis pertama adalah pembentukan cincin imida selama proses polimerisasi atau dalam reaksi makromolekul; jenis kedua adalah sintesis polimida dari monomer yang mengandung cincin imida. imina.
Metode sintesis jenis pertama terutama meliputi: reaksi dianhidrida dan diamina untuk membentuk polimida; reaksi asam tetrabasa dan diamina untuk membentuk polimida; reaksi ester dibasik dari asam tetrabasa dan diamina. Polimida, dll., diperoleh dari reaksi dianhidrida dan diisosianat.
Pada metode sintesis jenis kedua, hampir semua reaksi polimerisasi kondensasi umum telah digunakan untuk mensintesis berbagai polimer dengan cincin imida dari monomer dengan cincin imida, seperti poliester imida, poliamida amida Imida, polikarbonat imida, poliuretana imida, dll.
Jenis Polimida
Berdasarkan struktur kimia unit-unit berulangnya, polimida dapat dibagi menjadi tiga jenis: polimida alifatik, semi-aromatik, dan aromatik. Berdasarkan sifat termalnya, polimida dapat dibagi menjadi dua jenis: termoplastik (termasuk termoplastik asli dan termoplastik semu) dan termoseting.
Polimida termoplastik dapat mengalir dan berubah bentuk saat dipanaskan, serta mempertahankan bentuk tertentu setelah pendinginan. Dalam rentang suhu tertentu, polimida ini dapat dilunakkan berulang kali dengan pemanasan dan dikeraskan dengan pendinginan. Polimida eter anhidrida yang diperoleh dengan mereaksikan difenil eter tetrakarboksilat anhidrida dengan diamina aromatik termasuk dalam kategori ini dan dapat dicetak berulang kali pada suhu 390°C.
Polimida termoset dapat melunak dan mengalir saat dipanaskan pertama kali. Ketika dipanaskan hingga suhu tertentu, terjadi reaksi kimia - ikatan silang memadat dan mengeras. Perubahan ini bersifat ireversibel. Setelah itu, ketika dipanaskan kembali, polimida tidak dapat lagi melunak dan mengalir.
Polimida termoseting biasanya terbuat dari polimida berbobot molekul rendah atau asam poliamat dengan gugus tak jenuh di ujungnya, dan dipolimerisasi melalui gugus ujung tak jenuh saat digunakan. Berdasarkan berbagai agen penutup ujung dan metode sintesisnya, polimida termoseting terutama dibagi menjadi resin bismaleimida, resin polimida tipe PMR, resin polimida berujung fenil, dan resin polimida berbasis dianhidrida asimetris. Resin imina, resin polimida larut setelah imidasi, dan resin polimida berujung etinil.
