聚醚酰亞胺
1、發(fā)展史
1972年美國(guó)GE公司開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)PEI，經(jīng)過(guò)10年時(shí)間試制、試用，于1982年建成5000噸生產(chǎn)裝置，并正式以商品Ultem在市場(chǎng)銷(xiāo)售。目前，全世界年需要量為10000噸左右。以后，為提高產(chǎn)品的耐熱性，GE公司還開(kāi)發(fā)了ULtemⅡ。由于ULtemⅡ中含有對(duì)苯二胺結(jié)構(gòu)，致使玻璃化溫度（tg）從215°提高到227°，因而適應(yīng)電子零件超小型電子管表面粘貼技術(shù)（SMT）的需要。近年來(lái)，該公司以開(kāi)發(fā)了耐化學(xué)藥品品級(jí)CRS5000、電線被覆用品級(jí)有機(jī)硅共聚合體D9000。為了進(jìn)一步提高耐熱性、耐化學(xué)藥品性和流動(dòng)性，該公司還開(kāi)發(fā)了特種式程塑料合金，如PEI/PPS合金JD8901、PEI/PC合金D8001、D8007和SPEI/PA合金等。
上海市合成樹(shù)脂研究所對(duì)聚醚酰亞胺的研究開(kāi)發(fā)工作始于20世紀(jì)80年代初，現(xiàn)有10t/aPEI裝置一套，目前處于供不應(yīng)求狀態(tài)。該所正準(zhǔn)備建設(shè)100t/aPEI生產(chǎn)裝置，以滿(mǎn)足國(guó)防**的需要。該所的聚醚酰亞胺YS30，結(jié)構(gòu)中含有二苯醚二胺，其產(chǎn)品耐水解性能更佳。
2、主要生產(chǎn)方法
聚醚酰亞胺是由4，4′-二氨基二苯醚或間（或?qū)Γ┍蕉放c2，2′-雙[4-（3，4-二羧基苯氧基）苯基]丙烷二酐在二甲基乙酰胺溶劑中經(jīng)加熱縮聚、成粉、亞胺化而制得。
在上述方法中，又可分成多硝基取代法和多環(huán)縮聚過(guò)程。前者首先進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)，生成酰亞胺環(huán)，然后進(jìn)行芳族親核硝基取代反應(yīng)，形成柔性醚"鉸鏈"。后者是先進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)，然后進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)，聚合物的生成工序是多環(huán)縮聚過(guò)程。
PEI可用熔融縮聚法制備。這一方法從經(jīng)濟(jì)上，生態(tài)和技術(shù)的觀點(diǎn)來(lái)看，都是有發(fā)展前途的。由于該法不使用溶劑，聚合物中不會(huì)含有溶劑，這對(duì)加工和使用都有重要意義。
PEI還可用連續(xù)法直接在擠出機(jī)制造。該法操作步驟是：起始化合物的混合物依次通過(guò)擠出機(jī)內(nèi)具有不同溫度的區(qū)域，由單體混合的低溫區(qū)移向產(chǎn)品溶融的高溫區(qū)。環(huán)化反應(yīng)生成的水，經(jīng)適當(dāng)?shù)目诳讖臄D出機(jī)中不斷排出，通常在擠出機(jī)的未尾區(qū)域借助真空減壓抽出。從擠出機(jī)的出料口可得到聚合物粒料或片材。還可在擠出機(jī)內(nèi)直接使PEI和各種填料混合，制得以PEI為主的配混料。
在這些方法中，溶液聚合是目前工業(yè)生產(chǎn)的方法。然而擠出機(jī)連續(xù)擠出聚合方法已由上海市合成樹(shù)脂研究所在小型裝置上開(kāi)發(fā)成功，可以推向工業(yè)生產(chǎn)。
3、理化性能
聚醚酰亞胺具有優(yōu)良的機(jī)械性能、電絕緣性能、耐輻照性能、耐高低溫及耐磨性能，并可透過(guò)微波。加入玻璃纖維、碳纖維或其他填料可達(dá)到增強(qiáng)改性的目的。也可和其它工程塑料組成耐熱高分子合金，可在-160~180℃使用。上海市合成樹(shù)脂研究所企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SR-7001-86《YS30注塑型聚醚酰亞胺塑料》，主要性能指標(biāo)見(jiàn)表3-47。
4、加工成型
聚醚酰亞胺可用注塑和擠出成型，且易后處理和用膠粘劑與各種焊接法同其它材料接合。由于熔融流動(dòng)性好，通過(guò)注塑成型可以制取形狀復(fù)雜的零件。加工前須在150℃充分干燥4小時(shí)，注塑溫度為337~427℃，模具溫度為65~117℃。YS30的注塑條件如下：
預(yù)熱 150℃，4小時(shí)
料筒溫度：
前段 300~320℃
后段 330~410℃
注塑壓力 60~100MPa
保壓時(shí)間 5~30秒
冷卻時(shí)間 5~30秒。
5、應(yīng)用領(lǐng)域
聚醚酰亞胺具有優(yōu)良的綜合平衡性能，卓有成效地應(yīng)用于電子、電機(jī)和航空等工來(lái)部門(mén)，并用作傳統(tǒng)產(chǎn)品和文化生活用品的金屬代用材料。
在電器、電子工業(yè)部門(mén)，聚醚酰亞胺材料制造的零部件獲得了廣泛的應(yīng)用，包括強(qiáng)度高和尺寸穩(wěn)定的連接件、普通和微型繼電器外殼、電路板、線圈、軟性電路、反射鏡、高精度密光纖元件。特別引人注目的是，用它取代金屬制造光纖連接器，可使元件結(jié)構(gòu)**化，簡(jiǎn)化其制造和裝配步驟，保持更**的尺寸，從而保證產(chǎn)品的成本降低約40%。
耐沖擊性板材Ultem1613用于制飛機(jī)的各種零部件，如舷窗、機(jī)頭部部件、座件靠背、內(nèi)壁板、門(mén)覆蓋層以及供乘客使用的各種物件。PEI和碳纖維組成的復(fù)合材料已用于新直升飛機(jī)各種部件的結(jié)構(gòu)。
利用其優(yōu)良的機(jī)械特性、耐熱特性和耐化學(xué)藥品特性，PEI被用于汽車(chē)領(lǐng)域，如用以制造高溫連接件、高功率車(chē)燈和指示燈、控制汽車(chē)艙室外部溫度的傳感器（空調(diào)溫度傳感器）和控制空氣和燃料混合物溫度的傳感器（有效燃燒溫度傳感器）。此外，PEI還可用作耐高溫潤(rùn)滑油侵蝕的真空泵葉輪、在180℃操作的蒸鎦器的磨口玻璃接頭（承接口）、非照明的防霧燈的反射鏡。
聚醚酰亞胺泡沫塑料，用作運(yùn)輸機(jī)械飛機(jī)等的絕熱和隔音材料。
PEI耐水解性?xún)?yōu)良，因此用作醫(yī)療外科手術(shù)器械的手柄、托盤(pán)、夾具、假肢、醫(yī)用燈反射鏡和牙科用具。
在食品工業(yè)中，用作產(chǎn)品包裝和微波爐的托盤(pán)。
PEI兼具優(yōu)良的高溫機(jī)械性能和耐磨性，故可用于制造輸水管轉(zhuǎn)向閥的閥件。由于具有很高的強(qiáng)度、柔韌性和耐熱性，PEI是優(yōu)良的涂層和成膜材料，能形成適用于電子工業(yè)的涂層和薄膜，并可用于制造孔徑<0.1μm、具有高滲透性的微孔隔膜。還可用作耐高溫膠粘劑和高強(qiáng)度纖維等。
6、開(kāi)發(fā)動(dòng)向
國(guó)外聚醚酰亞胺主要是美國(guó)通用電器公司生產(chǎn)銷(xiāo)售。目前發(fā)展趨勢(shì)在于提高耐熱性，為此引入對(duì)苯二胺結(jié)構(gòu)和與其它特種工程塑料組成合金，為提高PEI機(jī)械強(qiáng)度，而采用PC、PA等工程塑料組成合金。聚合工藝方面正在開(kāi)發(fā)雙螺桿連續(xù)擠出聚合反應(yīng)技術(shù)，預(yù)計(jì)不久將會(huì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。四川太乙高新材料有限公司
