1.پلی افکنی-ندهی
پلی آمید نوعی از مواد پلیمری با کارایی بالا با حلقه ایمید به عنوان ویژگی ساختاری آن است. ساختار زنجیره ای مولکولی سفت و سخت آن ، خواص مکانیکی بسیار خوبی را به آن می بخشد. همچنین یک پلیمر مقاوم در برابر درجه حرارت بالا است. این معمولاً می تواند خصوصیات بدنی اصلی خود را در مدت زمان کوتاه در 550 درجه حفظ کند و می تواند برای مدت طولانی در تقریباً 330 درجه مورد استفاده قرار گیرد. صنعتی شدن رزین پلی آمید سابقه نیم قرن دارد. به عنوان ماتریس پلاستیک های مهندسی و مواد کامپوزیت ، در زمینه های پیشرفته نقش مهمی ایفا کرده است.
پلی آمید از مقاومت در برابر تابش عالی ، مقاومت در برابر خوردگی ، مقاومت در برابر دمای زیاد و پایین ، پایداری شیمیایی ، خواص مکانیکی و خصوصیات دی الکتریک برخوردار است. این ماده به عنوان سه ماده پلیمری "گردن زده" شناخته می شود که توسعه صنایع پیشرفته در کشور من را محدود می کند ، به همراه فیبر کربن و فیبر آرام. عملکرد جامع رده های PI در بالای هرم مواد پلیمری با کارایی بالا ، و در بسیاری از زمینه های فناوری پیشرفته مانند هوافضا ، الکترونیک و برقی ، حمل و نقل ، انرژی و قدرت و صنعت دفاع و ارتش به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. بشر
2. تاریخ توسعه PI در داخل و خارج از کشور
توسعه پلیمرهای پلی آمید (PI) در سال 1908 آغاز شد. Bogert و Rebshaw و همکاران. PI معطر را با استفاده از ذوب پلی کانتی ذوب تهیه کرد ، اما عملکرد پردازش آن ضعیف بود و توسعه و کاربرد آن محدود بود. تا سال 1955 نگذشت که دوپونت ایالات متحده برای اولین ثبت اختراع در مورد استفاده از PI درخواست کرد. در سال 1961 ، DuPont محصول PI Film Aromatic Kapton® را توسعه داد و رسماً صنعتی شدن PI را تحقق بخشید. در سال 1964 ، به طور پی در پی ساخت ترکیب قالب Vespel® و Pyre ML® لاک. در سال 1964 ، شرکت Petroleum American Pi Farnish را برای عایق الکتریکی توسعه داد. در سال 1978 ، Ube Industries ، Ltd. (Ube Industries) ژاپن سری محصولات UPILEX® (Upiex R ، Upilex S) را توسعه داد. در سال 1982 ، شرکت جنرال الکتریک ایالات متحده محصول ترموپلاستیک PI Ultem® را راه اندازی کرد. در سال 1984 ، Kaneka Chemical of Japan خط تولید فیلم آپیکال را تأسیس کرد. در سال 1994 ، مواد شیمیایی Mitsui ژاپن Aurum® ، یک ترکیب قالب گیری PI ترموپلاستیک را توسعه داد. در اوایل قرن بیست و یکم ، گاز میتسوبیشی ژاپن یک فیلم PI بی رنگ و شفاف ساخت. در سال 2005 ، SKC کره جنوبی یک خط تولید فیلم PI ایجاد کرد و در سال 2008 ، یک سرمایه گذاری مشترک با کولون برای تخصص در تولید فیلم PI ایجاد کرد. علاوه بر این ، آلمانی Evonik و Belgian Solvay نیز در زمینه های الیاف و روکش ها موقعیت برجسته ای را اشغال می کنند.
کشور من تحقیق و توسعه PI را در دهه 1960 آغاز کرد ، عمدتاً برای تأمین نیازهای فیلم های عایق و رنگهای مینا دار. نخستین درگیر برخی از مؤسسات تحقیقاتی ملی ، از جمله موسسه شیمی کاربردی چانگچون آکادمی علوم چین (انستیتوی شیمی کاربردی چانگچون) ، انستیتوی رزین های مصنوعی شانگهای (انستیتوی رزین های شانگهای) ، شرکت تحقیقات علوم الکتریکی گیلین ، شرکت موسسه تحقیقات الکتریکی گیلین ، آموزشی ویبولیتین (موسسه علوم الکتریکی گیلین) ، و غیره نوع PI از انستیتوی رزین شانگهای نقش مهمی در زمینه های صنایع پیشرفته و دفاع ملی و صنایع نظامی ایفا کرده است. انستیتوی شیمی کاربردی چانگچون از آنیدرید کلفتی به عنوان مواد اولیه برای مطالعه سنتز PI استفاده کرد و در توسعه مسیرهای مصنوعی و جداسازی ایزومرها به موفقیت دست یافت. در دهه 1970 ، دانشگاه علوم و فناوری چنگدو (اکنون دانشگاه سیچوان) تحقیقاتی را در مورد بیسمالیمید انجام داد ، که به طور گسترده در زمینه عایق مواد مورد استفاده قرار گرفت.
با آغاز قرن بیست و یکم ، بسیاری از دانشگاه ها ، مؤسسات تحقیقاتی و شرکت های خصوصی در تحقیق و توسعه PI شرکت داشتند. در سال 2001 ، Taiwan Damai Technology اولین خط تولید فیلم PI را آزمایش کرد. در سال 2010 ، خط تولید فیلم Ruihuatai PI این پذیرش را پشت سر گذاشت و به اولین تولید کننده حرفه ای PI با کارایی بالا در سرزمین اصلی چین برای تسلط بر فناوری هسته ای مستقل تبدیل شد. از آن زمان ، تعداد زیادی از فیلم های PI ، فیبر ، دوغاب و سایر شرکت های تولیدی پدید آمده اند. در سالهای اخیر ، با تشدید اختلافات تجاری Sino-US ، به منظور حل معضل "گردن گیر" ، شرکت های بزرگ دولتی مانند شرکت ملی نفتی چین و سینوپک نیز به PI R&D و تولید پیوسته اند و تولید جدیدی را تشکیل می دهند. الگوی توسعه
3.
Pi یک پلیمر هتروسیکلیک است که حاوی یک گروه imide (-r-co-nh- co-r'-) در مولکول است و یکی از انواع پلیمر با بالاترین عملکرد جامع تا به امروز است. Pi دارای مقاومت در برابر دمای بالا (دمای تجزیه حرارتی بیشتر از یا برابر با 5 {15}} {{17} درجه) و مقاومت در برابر دمای پایین (به اندازه کم درجه -269) و دمای استفاده طولانی مدت است دامنه به -200 ~ 3 0 0 درجه رسیده است. ضریب انبساط حرارتی فقط 10-5 10-7 درجه -1 ؛ ثابت دی الکتریک 4.0 در 1000 هرتز ، از دست دادن دی الکتریک تنها 0.004 0.004 و مقاومت حجم 105Ω · M است که متعلق به عایق درجه F است. استحکام کششی 100 ~ 400 مگاپاسکال است و مدول الاستیک فیبر می تواند از نظر تئوری به 500 گرم در ثانیه برسد ، دوم فقط به فیبر کربن (700 گرم در ثانیه). علاوه بر این ، مزایای مقاومت در برابر تابش ، عقب ماندگی شعله و خودآزمایی و سازگاری با زیست سازگار را دارد. عملکرد جامع PI در بالای هرم مواد پلیمری با کارایی بالا قرار دارد.
هرم مواد پلیمری با کارایی بالا
خواص منحصر به فرد پلی آمید را می توان به شرح زیر خلاصه کرد:
(1) دمای تجزیه حرارتی
برای پلی آمید کاملاً معطر ، با توجه به تجزیه و تحلیل ترموگراومتری ، دمای تجزیه اولیه آن به طور کلی حدود 500 درجه است. دمای تجزیه حرارتی پلی آمید سنتز شده از بیفنیل دایان هیدرید و P-phenylenediamine به 600 درجه می رسد که یکی از پلیمرها با بالاترین پایداری حرارتی تا به امروز است.
(2) مقاومت در برابر دمای بالا
مقاومت در برابر دمای بالا به بالاتر از 400 درجه می رسد و دامنه دمای استفاده طولانی مدت {2}}} تا 300 درجه است و نقطه ذوب آشکار است.
(3) مقاومت شدید دمای پایین
این می تواند در برابر دمای بسیار پایین مانند هیدروژن مایع در دمای مطلق 4K (درجه {1}} درجه) بدون شکستگی شکننده مقاومت کند.
(4) خصوصیات مکانیکی
مقاومت کششی پلاستیک های پر نشده بالاتر از 100MPa ، فیلم پلی آمید ایزوفتالیک (کاپتون) 250MPa است و فیلم بیفنیل پلی آمید (UPILEX-S) به 530mpa می رسد. به عنوان یک پلاستیک مهندسی ، مدول الاستیک معمولاً 3 ~ 4gpa است. محققان روسی گزارش دادند كه استحكام الیاف از پلی آمید كوپلیمر شده می تواند به 5.1 ~ 6.4gpa برسد و مدول می تواند به 340GPA 220 220 برسد. با توجه به محاسبات نظری ، مدول الیاف پلی آمید سنتز شده از آنهیدرید فتالیک و P- فنیلن دی آمین می تواند به 500GPA برسد ، دوم فقط به فیبر کربن.
(5) مقاومت هیدرولیز
پلی آمید برای رقیق کردن اسید نسبتاً پایدار است ، اما انواع کلی در برابر هیدرولیز ، به ویژه هیدرولیز قلیایی مقاوم نیستند. این خاصیت به ظاهر نامطلوب به پلی آمید ویژگی بزرگی می بخشد که با سایر پلیمرهای با کارایی بالا متفاوت است ، یعنی مواد اولیه دایان هیدرید و دیامین با هیدرولیز قلیایی قابل بازیابی هستند. به عنوان مثال ، برای فیلم Kapto ، نرخ بازیابی می تواند به 90 ٪ برسد. تغییر ساختار همچنین می تواند انواع مختلفی را بدست آورد که در برابر هیدرولیز بسیار مقاوم است و می تواند در برابر جوش 120 درجه ، 500H مقاومت کند. با این حال ، مانند سایر پلیمرهای معطر ، پلی آمید در برابر اسید سولفوریک غلیظ ، اسید نیتریک و هالوژن مقاوم نیست.
(6) مقاومت اسید و حلال
پلی آمید دارای طیف حلالیت گسترده ای است. بسته به ساختار ، برخی از گونه ها در تمام حلال های آلی تقریباً نامحلول هستند ، در حالی که برخی دیگر در حلالهای مشترک مانند تتراهیدروفوران ، استون ، کلروفرم و حتی تولوئن و متانول محلول هستند. مانند سایر پلیمرهای معطر ، پلی آمید در برابر اسید سولفوریک غلیظ ، اسید نیتریک و هالوژن مقاوم نیست.
(7) ضریب انبساط حرارتی
ضریب انبساط حرارتی پلی آمید بین 2x {1}} و 3x 10-5 درجه -1 ، و آن از پلی آمید بیفنیل می تواند به {{5} درجه {6 -1 برسد ، که در آن است. همان سطح فلزات. برخی از انواع حتی می توانند به {7}} درجه -1 برسند.
(8) مقاومت در برابر تابش
پلی آمید مقاومت تابش بالایی دارد. وقتی دوز جذب شده به 5x107gy برسد ، فیلم آن هنوز هم می تواند 86}} را حفظ کند. یک فیبر پلی آمید پس از تابش با الکترونهای 1x108gy هنوز 90 ٪ از استحکام خود را حفظ می کند.
(9) خواص دی الکتریک
پلی آمید خاصیت دی الکتریک بسیار خوبی دارد. ثابت دی الکتریک پلی آمید معطر معمولی حدود 3.4 است. با معرفی فلوئور ، گروه های جانبی بزرگ یا هوای پراکنده در پلی آمید در اندازه نانومتر ، ثابت دی الکتریک می تواند به حدود 2.5 کاهش یابد. از دست دادن دی الکتریک {4}}} ، مقاومت دی الکتریک 100 ~ 300kV/mm و مقاومت در برابر حجم 1017Ω · سانتی متر است. این خصوصیات هنوز هم می توانند سطح بالایی را در محدوده دما و دامنه فرکانس گسترده حفظ کنند.
(10) خواص مهارکننده شعله
خاصیت خودآزمایی: پلی آمید معمولاً احتراق خود را به خودی یا پشتیبانی نمی کند ، و این باعث می شود استفاده در محیط های درجه حرارت بالا بسیار ایمن باشد. میزان دود کم: هنگام سوزاندن در دماهای بالا ، میزان دود پلی آمید بسیار کم است ، که به کاهش انتشار دود و گازهای سمی در هنگام آتش سوزی کمک می کند. میزان بالای کربن باقیمانده: پس از احتراق درجه حرارت بالا ، میزان کربن باقیمانده پلی آمید معمولاً بالاتر از 50 ٪ است که به جلوگیری از گسترش بیشتر آتش کمک می کند.
(11) ایمنی زیستی
پلی آمید غیر سمی است و می تواند برای تهیه کارد و چنگال و ابزارهای پزشکی مورد استفاده قرار گیرد و می تواند در برابر استریلیزاسیون های متعدد مقاومت کند. برخی از پلی آمیدها نیز زیست سازگاری خوبی دارند. به عنوان مثال ، آنها در آزمایشات سازگاری خون غیر همولیتیک و در آزمایشات سمیت سلولی در شرایط آزمایشگاهی غیر سمی هستند.
4. پلی افکنی-کاربرد
مدل پردازش محصول پلاستیک های عمومی و پلاستیک مهندسی معمولاً این است که تأمین کنندگان رزین های اساسی را ارائه می دهند که سپس توسط تولید کنندگان برای تأمین بازار به محصولات مختلف پردازش می شوند. بیشتر شرکت های مرتبط با PI سنتز مواد و قالب بندی محصول را با هم ترکیب می کنند و مستقیماً محصولاتی را به بازار ارائه می دهند. محصولات PI به صورت فیلم ، دوغاب ، رزین ، الیاف ، فوم ، مواد کامپوزیت و غیره و تنوع انواع محصول در بین مواد برتر پلیمری قرار می گیرند.
پیش بینی می شود اندازه بازار پلی آمید در سال 2024 5.46 میلیارد دلار آمریکا باشد و پیش بینی می شود تا سال 2029 به 7.6 میلیارد دلار برسد ، با نرخ رشد سالانه مرکب 6.84 ٪ در دوره پیش بینی (8 {8 {).
