聚酰亚胺及其有关聚合物
日期:2018-06-04
  在耐热性树脂中,具有优良性能、用途范围广泛的树脂是以杜邦公司的聚均苯四酸二酰亚胺(Ⅳ)作为聚酰亚胺为代表。在该公司中,除了纤维(试制品)之外,还有薄膜(Kapton)、成型品(Vespel)、电线用亚博国际娱乐开户(Pyre ML)和玻璃纤维增强层压品(Pyralin)等各种形态的品种,这些品种都成功地商品化了。  众所周知,聚酰亚胺是由均苯四酸二酐等的四羧酸二酐和芳香族二胺经过两步(开环加聚一环化缩合)而制造的。在聚酰亚胺组成中,作为四羧酸成份的有均苯四酸二酐及其它各种四羧酸,例如,从电线用的亚博国际娱乐开户来看,以前的电线制造技术是采用操作方便成本有利的甲酚可溶性清漆,而现在则用下列已商品化的聚酰亚胺。  在杜邦公司,除上述的聚酰亚胺产品以外,又有成型加工性经过改良的聚酰亚胺NR-150投产。因为这些聚酰亚胺在二甲基甲酰胺、NMP等溶剂中具有可溶性,所以用来作为层压用的粘合剂,得到的实质上是无气泡孔的具有优良机械特性的耐热层压制品(石墨纤维作为增强材料)。期望聚酰亚胺可作为通用的基本材料。由偏苯三酸酐酰氯和二胺用两步法,或者由偏苯三酸酐和二异氰酸酯用一步法来制备聚酰胺一酰亚胺(Ⅷ)。  就耐热性好这点来讲,聚酰亚胺也差了些,但使用方便、具有优良的加工性和机械特性,因此获得了成功。这种类型和经过改质、改性的类型已在许多公司出售,主要用作电线用亚博国际娱乐开户、清漆、薄膜等电气绝缘材料。  这种聚酰胺一酰亚胺树脂,如果对通常的注塑机作若干改良,就可以得到成型品(阿姆柯公司的Torlon)。这个成型品的性能与聚酰亚胺成型品的性能:抗拉、抗弯曲、抗压等各种强度都比较大,可以在280℃连续使用,这是最大的特点之一。  这些成型品的主要用途,预计可用来制造齿轮、泵的部件、阀门、轴承等的机械零件。聚酰亚胺Vespel采用特殊的粉末冶金型的压缩烧结方法成型,只能得到单纯的圆棒形状(可以代替需两次切削加工的精密机械零件)。靠这种注塑成型的聚酰胺一酰亚胺成型品,从性能和价格两方面来看,今后发展的可能性是很大的。  有几种不属典型性的聚酰亚胺,由于加热即可固化(包括它的低聚物),已实用化了。低聚物成型时,交联固化、不产生气泡孔的耐热性制品(层压品、成型品等)在成型时特别有用。代表性例子由双马来酰亚胺和二胺经迈克尔(NIichael)型加聚反应得到聚胺一酰亚胺(Ⅸ)(隆一波利公司的Kinel和Kerimid等牌号。  这种树脂,能以高分子量聚合体配成溶剂型的清漆(NMP溶剂),或者把低聚物的混合物也配成无溶剂型的清漆使用,由于加热产生固化,这是由于存在于端基的马来酰亚胺的双键,进行加热聚合才达到的。还没有实用化的有二胺及其衍生物、二硫醇、二醛肟、二酰亚胺、二亚磺酸等的求核试制与双马来酰亚胺进行迈克尔型加聚反应,生成各种各样的聚酰亚胺衍生物,均有报告发表。  在端基引入有可能聚合的官能团的聚酰亚胺低聚物有末端具有5-原冰片烯基2,3-双羧基酰亚胺的产物(X,汽巴一嘉基公司的P13N)[22]和端基具有乙炔基的产物(Ⅺ,海湾石油公司的HR-600)等都已经商品化了。  聚酰亚胺P13N的场合,由分子量1,300左右的低聚物靠原冰片烯环的加热开环聚合使交联固化,将该工艺流程命名为热解的聚合作用(为了完全固化,在加压下必须进行316℃的加热处理)。一方面,聚酰亚胺HR-600(分子量<2,000),由于乙炔基的环化三聚生成苯核而达到交联固化。如果最后进行370℃的后处理,那么可以得到在350℃下使用的优良层压品。对于新型热固化聚酰亚胺的开发,后面Marvel等先生将谈到有关层压用耐热性树脂的合成研究的成果是非常有参考价值的。