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聚酰亞胺的（介紹，分類，制備，應用）
Release Time：2021-06-02聚酰亞胺的介紹
聚酰亞胺是酰亞胺單體的聚合物，有時縮寫為PI。由于其獨特的物理機械和化學性能，它被認為是一種有益的工程塑料。這些特性使其適用于從航空航天到運輸行業的各種應用。1908年，美國化學家、IUPAC前主席Marston Bogert成功制備出第一類聚酰亞胺（芳香族聚酰亞胺）。他的實驗只有在4-氨基鄰苯二甲酸酐縮聚后才成功。即使在聚酰亞胺在20月初首次合成個世紀，只有少數人所設想的廣泛使用當今的材料。1955 年通過焦金屬二酐與二胺的兩階段縮聚開始生產。從那時起，聚酰亞胺的年產量急劇增加，研究人員的興趣呈指數增長。
聚酰亞胺的分類
聚酰亞胺含有兩個與氮鍵合的酰基。它們可以根據以下分類：
1.根據主鏈組成分類
聚酰亞胺可分為脂肪族、半芳香族或芳香族。脂肪族聚酰亞胺是由脂肪族二酐和二胺結合得到的，而芳香族聚酰亞胺是由芳香族二酐和二胺得到的。當二酐或二胺為芳香族而另一部分為脂肪族時，聚酰亞胺也可歸為半芳香族。
2.基于主鏈交互的分類
無需深入研究有機化學的復雜性，值得注意的是，聚酰亞胺通常分為熱固性或熱塑性。聚酰亞胺通常是熱固性聚合物，然而，熱塑性聚酰亞胺可以通過在聚合物鏈中引入大的環狀側基來獲得。聚醚酰亞胺 (PEI)、聚酰胺酰亞胺 (PAI)和聚苯并咪唑 (PBI)是熱塑性塑料，因為它們含有酰亞胺基團而被歸類為聚酰亞胺。例如，PEI 是由主鏈中的聚酰亞胺和聚醚單元組成的聚合物的組合。因為 PEI 和 PAI 是由芳族二胺和酸酐生產的，所以它們被歸入芳族聚酰亞胺類。PBI 由芳香四胺和芳香二羧酸或其衍生物制備。因此，它們被歸類為芳香族。
聚酰亞胺的制備
聚酰亞胺的加工非常具有挑戰性，因為它們在普通溶劑中的溶解度低且軟化溫度高。即使研究提出了一種新工藝來解決這些缺陷，但通常成本太高而無法在商業上可行。然而，聚酰亞胺通常是由二酐和二胺在兩階段過程中的縮合反應生成的。第一階段包括芳族二酐與二胺在極性溶劑中在低溫下縮聚反應生成聚酰胺酸（一種可溶性中間體溶液）。在第二階段，聚酰胺酸被加工成聚酰亞胺。從這個階段可以獲得不同的產品，如纖維和薄膜。因此，此階段的活動對于實現所需的最終產品至關重要。加熱作用或使用脫水劑對于將聚酰胺酸轉化為完全環化的聚酰亞胺至關重要。
聚酰亞胺的應用
與其他聚合物相比，聚酰亞胺具有更高的機械強度、熱穩定性和更好的絕緣性能。這些特性使它們適用于航空航天和運輸行業的電子應用。這些行業對材料有嚴格的熱和機械要求。由于聚酰亞胺的熱穩定性和柔韌性，它常被用于柔性太陽能電池中作為介電基板。其中一些特性也有助于其在醫療設備中的廣泛應用，例如心血管導管、推環和神經設備。
