Polyimide (PI) là một loại polymer kỹ thuật nhiệt độ cao được phát triển bởi DuPont.PI thể hiện sự kết hợp tuyệt vời giữa độ ổn định nhiệt (>500°C), độ bền cơ học và khả năng kháng hóa chất.Chúng có đặc tính điện môi tuyệt vời và hệ số giãn nở nhiệt vốn thấp.Chúng được hình thành từ diamines và dianhydrides.
Polyimide (Polyimide, viết tắt là PI hoặc P84) dùng để chỉ một loại polymer có chứa vòng imide (-CO-NR-CO) trong chuỗi chính.Nó là một trong những vật liệu polymer hữu cơ có đặc tính toàn diện tốt nhất, có ưu điểm về nhiệt độ áp dụng rộng, chống ăn mòn hóa học, độ bền cao, v.v. và khả năng chịu nhiệt độ cao có thể đạt trên 400 ° C. Phạm vi nhiệt độ sử dụng lâu dài là -200 ~ 300 ° C, một số bộ phận không có điểm nóng chảy rõ ràng và có hiệu suất cách nhiệt cao.Hằng số điện môi là 4,0 ở 103 Hz và tổn thất điện môi chỉ 0,004 ~ 0,007.Nó thuộc loại cách nhiệt từ F đến H.
Phương pháp kéo sợi polyimide được chia thành kéo sợi ướt và kéo sợi khô.Tùy thuộc vào bùn kéo sợi là polyimide hay axit polyamic mà có kéo sợi một bước và kéo sợi hai bước.Bước đầu tiên là quay dung dịch axit polyamic đậm đặc thông qua kéo sợi ướt hoặc khô để thu được sợi axit polyamic.Bước thứ hai là quay bước đầu tiên.Sợi polyimide thu được bằng chu trình hóa học hoặc chu trình nhiệt của sợi axit polyamic nên được gọi là phương pháp hai bước.Kéo sợi polyimide hai bước là phương pháp được sử dụng phổ biến kể từ khi phát triển sợi polyimide.Quá trình kéo giãn sợi có thể được thực hiện ở bước đầu tiên hoặc có thể được bắt chước ở bước thứ hai.Theo cấu trúc hóa học của đơn vị lặp lại.
Polyimide có thể được chia thành ba loại: polyimide béo, bán thơm và thơm.Theo lực tương tác giữa các chuỗi, nó có thể được chia thành loại liên kết chéo và loại không liên kết chéo.Do đặc tính vượt trội về hiệu suất và tổng hợp, triển vọng ứng dụng to lớn của polyimide đã được công nhận đầy đủ, dù là vật liệu kết cấu hay vật liệu chức năng, và nó được biết đến như một "người giải quyết vấn đề" và tin rằng "nếu không có polyimide, sẽ không có công nghệ vi điện tử ngày nay. Do tính chất vật lý ổn định, khả năng chịu nhiệt cực cao, tính chất cơ học mạnh, tính chất điện môi tuyệt vời và khả năng kháng hóa chất từ 196°C đến 300°C, PI được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, ô tô và hàng tiêu dùng.
Đặc tính sợi polyimide
Đặc tính Polyimide (PI, P84) Chỉ số oxy giới hạn 38, khả năng chống bức xạ tốt, cường độ 3,8cN/dtex, độ giãn dài 32%, mô đun 35cN/dtex, mật độ 1,41g/cm3, nước sôi và độ co rút 250oC lần lượt nhỏ hơn 0,5% và 1%.
Polyimide cường độ cao và mô đun cao có khả năng chịu nhiệt độ cao, chịu nhiệt độ thấp, chống bức xạ, chống cháy và không độc hại, đồng thời có các tính chất cơ học tuyệt vời, ổn định kích thước, ổn định hóa học và tương thích sinh học.Không nhỏ giọt, tự dập tắt khi lấy ra khỏi lửa và cách nhiệt tuyệt vời Sợi Polyimide có khả năng quay tốt Polyimide kết hợp giữ ấm, kháng khuẩn, hồng ngoại xa và các chức năng khác. Polyimide có độ ổn định nhiệt tuyệt vời và nhiệt độ phân hủy của nó thường khoảng 500°C.
Polyimide có thể chịu được nhiệt độ cực thấp, chẳng hạn như không giòn trong helium lỏng ở -269°C và có khả năng chịu nhiệt cực cao trên 450°C.Các loại polyimide không hòa tan trong dung môi hữu cơ và ổn định trong axit loãng Polyimide có đặc tính điện môi tốt, hằng số điện môi khoảng 3,4 Polyimide là một loại polymer tự dập tắt với tốc độ tạo khói thấp Do hệ số giãn nở nhiệt thấp, độ giãn nở nhiệt nhỏ và độ ổn định kích thước cao.
Ứng dụng sợi polyimide
Ứng dụng của polyimide (PI, P84) Sợi Polyimide là vật liệu polymer hiệu suất cao với khả năng chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn hóa học và độ bền cao tuyệt vời.Phạm vi ứng dụng của nó rất rộng, sau đây là một số ứng dụng phổ biến của sợi polyimide:
1. Lĩnh vực dệt may Sợi Polyimide có khả năng kéo sợi tốt và có thể được chế tạo thành hàng dệt cho nhiều dịp đặc biệt khác nhau.Do khả năng chịu nhiệt độ cao và thấp, khả năng chống cháy, không nhỏ giọt, tự dập tắt khi lấy ra khỏi lửa và cách nhiệt tuyệt vời, quần áo bảo hộ cách nhiệt bằng sợi polyimide rất thoải mái khi mặc, có khả năng thích ứng tốt với da và có khả năng chống cháy vĩnh viễn. Nó cũng ổn định về kích thước, an toàn và có tuổi thọ lâu dài.So với các loại sợi khác, nó cũng là vật liệu cách nhiệt tuyệt vời do tính dẫn nhiệt thấp.Về quần áo bảo hộ lao động, ngành luyện kim nước ta cần 50.000 bộ quần áo bảo hộ lao động cách nhiệt, thoáng khí, chống cháy mềm mỗi năm, còn ngành thủy điện, công nghiệp hạt nhân, địa chất và khai thác mỏ, Hóa dầu, mỏ dầu và các bộ phận khác cần 300.000 bộ quần áo bảo hộ hàng năm và khoảng 300 tấn sợi quần áo bảo hộ đặc biệt chịu nhiệt độ cao và chống cháy.
Sợi quần áo polyimide là một loại sợi hoàn toàn mới trong ngành dệt may toàn cầu.Hiệu suất tuyệt vời của nó bắt nguồn từ nhu cầu về vật liệu mới trong ngành hàng không vũ trụ.Nó tích hợp các chức năng như giữ ấm, kháng khuẩn và hồng ngoại xa tự nhiên.Đó là một truyền thống phá hoại.Chất liệu quần áo hoàn toàn mới cho vải quần áo.Có thể dùng để làm đồ bảo vệ cực lạnh Vải ấm, kháng khuẩn, chăm sóc sức khỏe tia hồng ngoại xa và các sản phẩm chức năng khác.
Vải không dệt làm từ sợi polyimide là chất liệu sợi lý tưởng nhất để chế tạo quần áo chống cháy, chống cháy như quần áo bảo hộ cho lực lượng thiết giáp, quần áo đua chống cháy, quần áo bay.Loại vải không dệt sợi nano này cũng có thể được sử dụng để làm quần áo chức năng thoải mái và ấm áp, chẳng hạn như quần áo quân đội, quần áo vệ sinh y tế và quần áo loại trừ.Quần áo thường ngày chống mùi hôi cơ thể, quần áo đặc biệt để ngăn chặn vũ khí sinh học và hóa học, quần áo bảo hộ y tế, mặt nạ chống khói hiệu quả cao, v.v. Nỉ đục lỗ bằng kim làm từ sợi polyimide P84 được chần trên vải P84 nhẹ và được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt bên trong áo khoác của lính cứu hỏa.Đặc tính cảm giác tay mềm mại cũng như khả năng chịu nhiệt và không bắt lửa của P84 là lý do khiến nó được sử dụng trong quần áo bảo hộ.
Sợi polyimide P84 chủ yếu được sử dụng trong vải pha với mục đích chính là mang lại sự bảo vệ tối ưu và sự thoải mái khi mặc.Đối tác trộn chính là FR viscose và para-aramid.Trọng lượng vải từ 175 g/m2, tỷ lệ pha trộn khác nhau và cấu trúc khác nhau có thể được điều chỉnh hoàn hảo cho từng ứng dụng cụ thể.Những loại vải này được sử dụng làm lớp vỏ bên ngoài cho bộ quần áo và áo khoác cho lính cứu hỏa, quân đội và công nghiệp.Thử nghiệm xác nhận không có hiện tượng cháy sau, lượng khói tối thiểu và không hình thành hoặc phát thải các chất độc hại.
Sợi polyimide được sử dụng trong các thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE), bao gồm quần áo chữa cháy, ốp lưng và găng tay, sợi Polyimide P84 mang lại khả năng bảo vệ nhiệt với trọng lượng nhẹ hơn.Hình dạng độc đáo của Polyimide P84 cho phép quần áo bảo hộ cá nhân hoặc thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE) của bạn tạo ra một rào cản tuyệt vời chống lại các hạt có hại này đồng thời tối đa hóa luồng không khí, đảm bảo sự bảo vệ toàn diện.Vải dệt sử dụng sợi polyimide P84 có khả năng tuyệt vời giúp da thở đồng thời chống lại nhiệt độ cao và môi trường xung quanh.Nó cho phép không khí lưu thông tự do, hỗ trợ hệ thống làm mát tự nhiên của cơ thể và giảm nguy cơ stress nhiệt nguy hiểm cho lính cứu hỏa và các chuyên gia khác làm việc trong môi trường nhiệt độ khắc nghiệt.
2. Lĩnh vực hàng không vũ trụ:Sợi polyimide có ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ.Nó có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận động cơ máy bay, vỏ tàu vũ trụ, vòi phun tên lửa và các bộ phận kết cấu nhiệt độ cao khác.Do khả năng chịu nhiệt độ cao và độ bền cao tuyệt vời, sợi polyimide có thể chịu được nhiệt độ và áp suất cực cao trong khi vẫn duy trì sự ổn định của các tính chất cơ học của chúng.
3. Điện trường:Sợi polyimide cũng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện và điện tử.Nó có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận cách nhiệt ở nhiệt độ cao, đầu nối, bảng mạch, v.v. Sợi polyimide có khả năng chịu nhiệt, kháng hóa chất và cách điện tốt, đồng thời có thể bảo vệ hiệu quả các linh kiện điện tử khỏi bị hư hại do nhiệt độ cao và các chất hóa học.
4. Công nghiệp ô tô:Sợi polyimide cũng có những ứng dụng quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô.Nó có thể được sử dụng để chế tạo các bộ phận ô tô như vỏ động cơ, ống xả và hệ thống phanh.Sợi polyimide có khả năng chịu nhiệt độ cao và chống mài mòn tuyệt vời, có thể cải thiện tuổi thọ và độ tin cậy của các bộ phận ô tô.Sản xuất chất bán dẫn và màn hình LCD
5. Trường năng lượng:Sợi polyimide cũng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực năng lượng.Nó có thể được sử dụng để sản xuất màng điện phân cho pin nhiên liệu nhiệt độ cao, màng dẫn điện trong suốt cho pin mặt trời và lớp khuếch tán khí cho pin nhiên liệu.Sợi polyimide có khả năng chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn tốt, có thể cải thiện hiệu quả và độ ổn định của thiết bị năng lượng.
6. Lĩnh vực y tế:Sợi polyimide cũng có một số ứng dụng trong lĩnh vực y tế.Nó có thể được sử dụng để chế tạo mạch máu nhân tạo, van tim và dụng cụ phẫu thuật.Sợi polyimide có khả năng tương thích sinh học và kháng hóa chất tuyệt vời, có thể làm giảm kích ứng và tổn thương cho bệnh nhân, đồng thời cải thiện độ an toàn và tỷ lệ thành công của phẫu thuật. Ngoài các lĩnh vực ứng dụng chính nêu trên, sợi polyimide còn có thể được sử dụng để sản xuất vật liệu trong các lĩnh vực đặc biệt khác như cảm biến nhiệt độ cao, quần áo chống cháy và quần áo bảo hộ.Nhìn chung, sợi polyimide, là vật liệu polymer hiệu suất cao, có triển vọng ứng dụng và giá trị ứng dụng rộng rãi.
7. Polyimide không độc hạicó thể được sử dụng để làm bộ đồ ăn và dụng cụ y tế, đồng thời có thể chịu được hàng nghìn lần khử trùng
8. Phương tiện lọc để làm sạch khí nóng hiệu quả cao trong nhà máy xi măng, lọc nhiệt độ cao trong nhà máy điện thải, lọc nhiệt độ cao trong nhà máy nhiệt điện, lọc nhiệt độ cao trong nồi hơi đốt than, đốt gỗ và bùn, nhà máy thép và đốt phân gà,
9. Dây tóc polyimide được sử dụng để đóng gói và được sử dụng trong lĩnh vực niêm phong công nghiệp có khả năng chịu được nhiệt độ cao và ăn mòn hóa học.
10. Được sử dụng trong vật liệu lọc bụi nhiệt độ cao, vật liệu cách điện, các loại quần áo bảo hộ chống cháy chịu nhiệt độ cao, dù, cấu trúc tổ ong và vật liệu hàn nhiệt, gia cố vật liệu composite và vật liệu chống bức xạ.
11. Được sử dụng trong hàng không vũ trụ, mạch in linh hoạt, ô tô, máy sưởi, nhãn mã vạch, băng nhạy áp lực, cách điện, bảo mật, mẫu PCB, linh kiện loa, kết nối điện tử mật độ cao, phốt cơ khí nhiệt độ cao, mô-đun quang điện.
