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聚酰亚胺薄膜的性能特征

2015/2/22 11:10:06      点击:

耐热性

全芳香型 聚酰亚胺薄膜最主要的特征是耐热性优良。如进行热重分析,其开始温度一般都在500oC左右。由联苯二酐和二胺合成的聚酰亚胺,热分解温度达到600oC左右,是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。聚酰亚胺不仅耐热,而且还耐极地温度,如在一269cI=的液态氮中仍不会脆裂。

机械性能

聚酰亚胺薄膜具有很好的机械性能,未填充的PI塑料的拉伸强度都在100MPa以上,均苯型PI的薄膜(Kapton)为170MPa,而联苯型聚酰亚胺Upilex)则达到了400MPa。作为工程塑料,弹性模量通常为3GPa~4GPa,纤维可达200GPa。据理论计算,由均苯二酐和对苯二胺合成的纤维可达500GPa,仅次于碳纤维。纤维增强的PI塑料的强度、模量能得到进一步提高。聚酰亚胺具有优良的耐磨减摩性。其机械性能随温度波动的变化小,高温下蠕变小。而且聚酰亚胺耐热老化性能良好,经200℃、1500h老化处理,室温测得材料的拉伸强度降低很少,如PI薄膜在5×l09rad剂量辐照后,强度仍保持86%,PI纤维经1×l09rad剂量辐照后,其强度保持率为90%以上。

电性能

PI的大分子中虽然含有相当数量的极性基(如羰基和醚基),但其电绝缘性优良,原因是羰基纳入五元环,醚键与相邻基团形成共轭体系,使其极性受到限制,同时由于大分子的刚性和较高的玻璃化温度,因此在较宽的温度范围内偶极损耗小,电性能十分优良。其介电常数一般为3.4左右,引入氟或将空气以纳米尺寸分散在PI中(当空气以极小尺寸(纳米级)均匀分布在PI中(相当于泡沫聚酰亚胺),可进一步增加PI的电绝缘性],其介电常数可降到2.5左右。介电损耗大约为l0-3,介电强度为100kWmm~300kV/mm,体积电阻率为lO16Ω.cm。同时,PI还具有优异的耐电晕性能。

耐化学药品性

聚酰亚胺薄膜具有优良的耐油和耐有机溶剂性,对稀酸稳定,一般的品种不大耐水解,这是因为PI大分子中最薄弱的C_-H键在亚胺环中受到五元环的保护,键能提高,使其耐化学腐蚀性得到提高。

其他性能

聚酰亚胺为自熄性聚合物,发烟率低,在极高的真空下放气量很少;PI无毒,可用来制造餐具和医用器具,并经得起数千次的消毒,一些聚酰亚胺还具有很好的生物相容性。此外,PI还具有优良的耐候性及耐辐射性等。