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Polyimide विशेषताओं और अनुप्रयोग

Oct 10, 2015

I. अवलोकन
Polyimide एक विशेष इंजीनियरिंग सामग्री के रूप में, यह किया गया है व्यापक रूप से एलसीडी, जुदाई झिल्ली, एविएशन, एयरोस्पेस, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक, नैनो के क्षेत्रों में लागू किया गया, लेजर। हाल ही में, देशों polyimide अनुसंधान, विकास और इंजीनियरिंग प्लास्टिक का समावेश 21 वीं सदी में सबसे आशाजनक में से एक का उपयोग कर रहे हैं। Polyimide, अपनी उत्कृष्ट प्रदर्शन विशेषताओं और संश्लेषण, एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में या एक कार्यात्मक सामग्री के रूप में, अपने संभावित आवेदन पूरी तरह से, एक "समस्या solver' के रूप में जाना जाता पहचाना गया है कि क्या (protion सॉल्वर), और"वहाँ होगा कि कोई polyimide microelectronic प्रौद्योगिकी आज."
दूसरा, polyimide का प्रदर्शन
1, पूर्ण सुरभित polyimide थर्मल gravimetric विश्लेषण द्वारा यह अपघटन शुरू होता है तापमान आम तौर पर लगभग 500 ℃. Biphenyl dianhydride और पी-phenylenediamine सिंथेटिक polyimide, थर्मल अपघटन के तापमान 600 ℃ के उच्चतम में से एक है अब तक पॉलिमर प्रजातियों की थर्मल स्थिरता में।
ऐसे तरल हीलियम-269 ℃ में खड़खड़ नहीं होगा के रूप में 2, बहुत कम तापमान, polyimide का सामना कर सकते हैं।
3, polyimide उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों वाले हैं 100Mpa या अधिक, pyromellitic polyimide फिल्म (Kapton) 170Mpa या उससे अधिक है, और 400Mpa biphenyl प्रकार polyimide (Upilex S) तक पहुँचता प्लास्टिक तन्यता ताकत unfilled. एक प्लास्टिक, लोचदार मापांक के रूप में आम तौर पर फाइबर 3-4Gpa, कर सकते हैं हासिल 200Gpa, सैद्धांतिक गणना, pyromellitic dianhydride और पी-phenylenediamine अनुसार बाद कार्बन फाइबर 500Gpa, अप करने के लिए सिंथेटिक फाइबर हो।
4, polyimide की किस्मों के एक नंबर यानी कार्बनिक सॉल्वैंट्स, एसिड स्थिर, आम तौर पर छोटे hydrolysis किस्मों, polyimide भरने अन्य उच्च प्रदर्शन पॉलिमर विशेषताओं का एक बहुत से अलग है, जबकि इस कदाचित कमी प्रदर्शन में अघुलनशील है, क्षारीय hydrolysis dianhydride और एक diamine, उदाहरण के लिए, Kapton फिल्म को 80% की वसूली होने से कच्चे माल बरामद किया जा सकता -90%। संरचना बदलने प्राप्त काफी hydrolysis प्रतिरोधी किस्मों हो, इस तरह के रूप में 120 ℃, उबला हुआ 500 小时 का सामना कर सकते हैं।
5, polyimide में 2 × 10-5-3 × 10 के थर्मल विस्तार गुणांक-5 ℃, थर्माप्लास्टिक polyimide 3 × 10-5 ℃, 10-6 ℃, 10-7 ℃ अप कर सकते हैं अलग-अलग प्रजातियों के ऊपर biphenyl के रूप में व्यापक।
6, polyimide विकिरण प्रदर्शन, 5 × 109 रेड इलेक्ट्रॉन विकिरण शक्ति प्रतिधारण दर 90% की तेजी के बाद इस फिल्म के लिए एक उच्च प्रतिरोध है।
7, polyimide होने अच्छा ढांकता हुआ गुण, निरंतर ढांकता हुआ के बारे में 3.4, फ्लोरीन के परिचय, या एक नैनो-आकार हवा polyimide में छितरी हुई निरंतर ढांकता हुआ लगभग 2.5 करने के लिए कम किया जा सकता। ढांकता हुआ नुकसान 10-3, 100-300KV के एक ढांकता हुआ ताकत / मिमी, थर्माप्लास्टिक polyimide 300KV के रूप में व्यापक / मिमी, 1017Ω का वॉल्यूम प्रतिरोधकता / सेमी। ये गुण एक व्यापक तापमान रेंज और आवृत्ति रेंज पर एक उच्च स्तर पर बनाए रख सकते हैं।
8, polyimide बहुलक आत्म-शमन, दर नाराज है।
9, एक उच्च वैक्यूम गैस शायद ही कभी विकेन्द्रीकृत में polyimide.
10, polyimide गैर-विषाक्त, कटलरी और चिकित्सा उपकरण बनाने के लिए इस्तेमाल किया, और नसबंदी के हजारों का सामना कर सकते हैं। कुछ polyimide भी अच्छा biocompatibility, उदाहरण के लिए, रक्त संगतता परीक्षण गैर-hemolytic, गैर विषैले इन विट्रो cytotoxicity प्रयोगों में है।
तीसरा, तरीकों की एक किस्म के संश्लेषण पर:
Polyimide किस्म, तरीके, की एक किस्म के संश्लेषण में विभिन्न रूपों में यह विभिन्न अनुप्रयोग उद्देश्यों के अनुसार चयन किया जा सकता, इस संश्लेषण की चर निरंतरता भी है पर अन्य पॉलिमर के अधिकारी के लिए मुश्किल हैं।
1, polyimide एक dibasic एसिड एनहाइड्राइड और diamine संश्लेषण के मुख्य रूप से है, कई अन्य हेटेरॉयक्लिक पॉलिमर, polybenzimidazole, polybenzoxazole गूंगा yl, polybenzothiazoles, polyquinoline जैसे के साथ दो monomers तुलना करें morpholino और पाली quinoline monomer, कच्चे माल की व्यापक स्रोत गूंगा, संश्लेषण भी आसान है। Dianhydride, एक polyimide diamine अलग अलग गुणों के विभिन्न संयोजनों की विस्तृत विविधता प्राप्त किया जा कर सकते हैं।
2, polyimide dianhydride और एक ध्रुवीय विलायक, जैसे DMF, DMAC, एनएमपी या में एक diamine का गठन हो सकता है मेथनॉल मिश्रित एक polyamic एसिड घुलनशील, फिल्म बनाने या कताई करने के लिए लगभग 300 ℃ निर्जलीकरण अंगूठी-कनवर्ट करने के लिए एक polyimide; यह गरम किया जाता था प्राप्त करने के लिए कम तापमान polycondensation के विलायक / भी खट्टा anhydride और तृतीयक amine उत्प्रेरक polyamic एसिड, एक पाउडर और एक polyimide समाधान प्राप्त करने के लिए रासायनिक निर्जलीकरण cyclization करने के लिए जोड़ा जा सकता है। ऐसे phenolic विलायक गरम polycondensation चरण एक polyimide प्राप्त करने के लिए किया गया था के रूप में diamines और dianhydrides भी एक उच्च उबलते विलायक में, हो सकता है। इसके अलावा, यह एक चार युआन द्वारा कर सकते हैं एसिड dibasic एस्टर और diamine प्रतिक्रिया एक polyimide; प्राप्त करने के लिए पॉलियामाइड एसिड भी हो सकते हैं एक पाली isoimide में पहली बार बनाया, और उसके बाद में कनवर्ट करने के लिए एक polyimide. इन विधियों में से किसी के लिए आसान कर रहे हैं प्रक्रिया लाता है, पूर्व PMR विधि कहा जाता है, एक कम चिपचिपापन, उच्च ठोस सामग्री समाधान आप प्राप्त कर सकते हैं, है एक कम पिघल चिपचिपापन प्रसंस्करण विंडो के दौरान एक है, विशेष रूप से विनिर्माण में; समग्र सामग्री के लिए उत्तरार्द्ध वृद्धि विलेयता, परिवर्तन की प्रक्रिया कम आणविक भार यौगिकों रिलीज़ नहीं।
3, लंबे समय के रूप में दो एनहाइड्राइड (या चार एसिड) और diamine योग्य संघनन विधि पर ध्यान दिए बिना, शुद्धता एक पर्याप्त उच्च आण्विक वजन प्राप्त करने के लिए आसान कर रहे हैं, जोड़े गए एनहाइड्राइड इकाई या यूनिट हो सकता है आसानी से amine आणविक भार नियमन।
4, dianhydride (या tetracarboxylic एसिड) के साथ और एक diamine polycondensation, एक equimolar अनुपात, में एक वैक्यूम गर्मी उपचार, ठोस कम आणविक भार prepolymer बहुत बढ़ी हुई आण्विक वजन, और इस प्रकार पाउडर के साथ में प्रसंस्करण के लिए सुविधाजनक बनाने के लिए तक पहुँचने के रूप में लंबे समय के रूप में।
5, यह एक थर्मामीटरों सेटिंग polyimide प्राप्त करने के लिए एक सक्रिय oligomers फार्म करने के लिए एक प्रतिक्रियाशील समूह में चेन अंत या श्रृंखला शुरू करने के लिए आसान है।
6, polyimide carboxy, का उपयोग esterified या salified, या एक सहज का परिचय एक लंबी-श्रृंखला alkyl amphiphilic पॉलिमर, photoresist देना समूह या LB फिल्मों की तैयारी के लिए इस्तेमाल किया जा सकता।
एक इन्सुलेट सामग्री की तैयारी विशेष रूप से लाभप्रद है के लिए 7, polyimide अकार्बनिक लवण, सामान्य सिंथेटिक प्रक्रिया उत्पादन नहीं करता है।
8, dianhydride और diamine monomer आसानी से उच्च वैक्यूम के अंतर्गत, sublimated है के रूप में यह है आसान करने के लिए polyimide फिल्म वाष्प जमाव विधि पर workpiece, विशेष रूप से डिवाइस के असमान सतह का उपयोग का गठन किया है।
चौथा, polyimide अनुप्रयोगों:
प्रदर्शन और कई पॉलिमर, polyimide ऐसे एक विस्तृत श्रृंखला के साथ अनुप्रयोगों के, लेकिन यह भी इस शो के हर पहलू में एक बहुत ही उत्कृष्ट प्रदर्शन इतना मुश्किल के रूप में सिंथेटिक रसायन विज्ञान में polyimide की विशेषताओं के कारण।
1 फिल्म: polyimide पहली वस्तु, मोटर स्लॉट इन्सुलेशन और केबल लपेटकर सामग्री के लिए में से एक है। DuPont Kapton, Ube का Upilex श्रृंखला और Kaneka Apical मुख्य उत्पादों रहे हैं। पारदर्शी polyimide फिल्म सौर सेल एक नरम नीचे की थाली के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता।
2. रंग: एक इन्सुलेट पेंट चुंबक तार के लिए, या एक उच्च तापमान कोटिंग्स के रूप में के रूप में।
3. उन्नत कंपोजिट: एयरोस्पेस, विमान और रॉकेट के लिए भागों। यह सबसे उच्च तापमान संरचनात्मक सामग्री में से एक है। उदाहरण के लिए, अमेरिकी सुपरसोनिक विमान स्पीड योजना डिजाइन 2.4M, उड़ान 177 ℃ के सतह के तापमान है, 60000 एच के सेवा जीवन की आवश्यकता है, निर्धारित किया गया है करने के लिए 50% एक थर्माप्लास्टिक polyimide मैट्रिक्स राल कार्बन फाइबर प्रबलित समग्र सामग्री, के लिए संरचनात्मक सामग्री के रूप में प्रत्येक विमान की राशि है 30 के बारे में रिपोर्ट किया गया है टी।
4. फाइबर: कार्बन फाइबर के बाद लोचदार मापांक के रूप में मध्यम और उच्च तापमान फ़िल्टर सामग्री और रेडियोधर्मी पदार्थ बुलेटप्रूफ, fireproof कपड़े।
5. फोम: उच्च तापमान इन्सुलेशन सामग्री के रूप में।
6. इंजीनियरिंग प्लास्टिक: थर्मामीटरों सेटिंग भी थर्माप्लास्टिक, थर्माप्लास्टिक मोल्डिंग भी इंजेक्शन मोल्डिंग या स्थानांतरण मोल्डिंग के लिए इस्तेमाल किया जा सकता। मुख्य स्नेहन, सील, इन्सुलेशन और निर्माण सामग्री के लिए स्व। विस्तृत polyimide सामग्री फलक रोटरी कंप्रेसर, पिस्टन के छल्ले और विशेष पंप सील और अन्य यांत्रिक भागों का उपयोग करने के लिए शुरू कर दिया है।
7. चिपकने वाला: उच्च तापमान चिपकने वाला संरचनात्मक रूप में। इलेक्ट्रॉनिक घटक इन्सुलेशन potting सामग्री के रूप में विस्तृत polyimide चिपकने वाले उच्च उत्पादन है।
8. झिल्ली: गैसों, जैसे हाइड्रोजन की जुदाई की एक किस्म के लिए / नाइट्रोजन, नाइट्रोजन / ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड / नाइट्रोजन या मीथेन, आदि हाइड्रोकार्बन गैस और अल्कोहल फ़ीड हवा से नमी हटाने के लिए,। लेकिन यह भी एक pervaporation झिल्ली ultrafiltration के रूप में। Polyimide गर्मी प्रतिरोध और कार्बनिक विलायक गुणों के बाद से, कार्बनिक गैसों और तरल पदार्थ की जुदाई में एक विशेष महत्व है।
9. photoresist: नकारात्मक और सकारात्मक रबर गोंद, उप माइक्रोन संकल्प के साथ। और pigments या रंजक के साथ एक रंग फिल्टर फिल्म, जो संसाधन कार्रवाई बहुत सरल कर सकते हैं इस्तेमाल किया जा सकता।
10. microelectronic डिवाइस अनुप्रयोगों में: एक interlayer ढांकता हुआ परत के रूप में इन्सुलेशन, प्रयोग किया जाता के रूप में एक बफर परत तनाव कम करने और उपज में सुधार कर सकते हैं। सुरक्षात्मक परत डिवाइस पर पर्यावरण के प्रभाव को कम कर सकते हैं के रूप में, यह कर सकते हैं भी एक परिरक्षण प्रभाव को कम करने या नरम त्रुटि (नरम त्रुटि) उपकरणों को नष्ट करने से कणों।
-एजेंट 11 उन्मुख। LCD इस्तेमाल किया: polyimide TN-एलसीडी, SHN-एलसीडी TFT-CD संरेखित एजेंट सामग्री और ferroelectric लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले के भविष्य के पहलुओं में एक बहुत महत्वपूर्ण स्थिति में रह रहे हैं।
12. - प्रकाश सामग्री: सुधार स्थिरता हो सकता है एक chromophore आधार सामग्री के रूप में निष्क्रिय या सक्रिय waveguide ऑप्टिकल स्विच सामग्री, फ्लोरीन-युक्त polyimide पारदर्शी polyimide की संचार तरंगदैर्ध्य रेंज के लिए इस्तेमाल सामग्री।
सारांश में, यह खुशबूदार हेटेरॉयक्लिक polyimide बहुलक के कई कर सकते हैं कारण है 1960 के दशक से, 1970 के दशक के बाहर खड़े, अंततः एक महत्वपूर्ण वर्ग बहुलक सामग्री के लिए कारणों से हो, यह देखना आसान है।