特种工程塑料聚酰胺-酰亚胺(简称PAI)介绍

HEATS

　　聚酰胺-酰亚胺,英文名Poly(amide-Imide)，简称PAI

　　1、发展史

7 B7 ~: J& k9 d% p0 C$ y! j0 V . Q* e) i: T u( K' J( ]: I) Y

　　1964年Amoco公司开发了电器绝缘用清漆(AI)，1967年日立化成公司开发了HI-400系列清漆，1972年Amoco公司开发了模制材料(Torlon)，1976年Torlon商品化。1979年美国聚酰胺-酰亚胺的消费量为1000吨，1988年美国的需要量为2000吨。目前世界有六家公司研制生产聚酰胺-酰亚胺。这些公司的商品：是美国Amoco公司的Torlon模塑料，日本东丽公司的TI-5000模塑料，TI-1000模塑料(热固性)，Amoco/三菱化成公司的Torlon，Amoco/GE公司的AI线缆涂料，日立化成公司的HI-400系列线缆涂料，Amoco公司的AmocoA-I涂料，法国Rhone-Poulenc公司的Kermel纤维。

　　我国上海市合成树脂研究所、长春应用化学研究所、上海电磁线厂、哈尔滨油漆颜料总厂和天津绝缘材料厂，于70年代中期就开始对聚酰胺亚胺进行研究开发。目前薄膜、油漆均有产品销售。

$ @) m I+ P6 u1 G9 ] - ^9 E% |& z! X/ g

　　2、主要生产方法

; s, ^2 K/ e; Q9 t' J* B1 X

　　(1)酰氯法

6 Z2 l$ q5 A% l" f9 ` : F4 e; k; V; Z `

　　(2)异氰酸酯法

4 |% l: z' d* [ : r6 H' m: t: o& S* }$ G

　　(3)直接聚合法

+ t- d/ p3 K3 e

　　(4)亚胺二炭酸法

/ n: e) p! Y" d; a8 z 6 Q! t* S4 E; }

　　苯三酸酐的酰氯与芳族二胺反应制备聚酰胺-酰亚胺是一种重要的方法，其工艺如下：

: q% W0 C2 M! Y6 n

　　反应釜内加入定量的4，4′-二氨基联苯醚、二甲基乙酰胺、二甲苯，启动搅拌。待物料全部溶解后，再加入1，2，4-偏苯三甲酸酰氯。反应温度控制在25～35℃。当粘度达最大值时，用二甲基乙酰胺和二甲苯稀释。然后，用环氧乙烷中和发应副产出盐酸，可得到可溶性的聚酰胺-酰胺酸预聚体。若将此预聚体在高温下脱水环化，即可制得不熔不溶的聚酰胺-酰亚胺。

4 N* o6 c" \' N 5 B8 u8 d" C7 T7 N; B2 a

　　3、理化性能

6 W1 f$ g* H& u' k; D1 Q, Y

　　聚酰胺-酰亚胺的强度是当今世界上任何工业未增强塑料不可比拟的，其拉伸强度超过172MPa，在1.8MPa负荷下热变形温度为274℃。

4 Y$ ?/ b: A" {* C+ G- D

　　Torlon聚合物在制造后还可能进行固态聚合物，通过后固化增加分子量提供更优良的性能。后固化在260℃下发生，固化所需的时间和温度主要取决于零件的厚度和形状。

　　它可在220℃下长期使用，300℃下不失重，450℃左右开始分解。其粘接性、柔韧性及耐碱性更佳，可与环氧树脂互混交联固化，耐磨性良好。

/ a; U6 a" Y+ \( D) ? ) ^9 ?* S" V. U8 {% |

　　4、加工成型

　　(1)模塑

& O, y/ L. q ~8 U& B# x

　　注射成型前应将料进行预干燥。干燥条件为150℃、8小时。料筒温度上限为360℃，模加工温度为200℃。注射压力尽量大，关闭增压泵后降至保压14～28MPa，背压为0.3MPa。后固化时间，在170～260℃条件下，约三天左右。

6 b2 ^5 G6 s% E! x$ l4 G 6 b" \: y* s# U, |$ \6 d, l& G

　　(2)薄膜

- P! Q/ u$ Q. c' m2 P) b

　　聚酰胺-酰亚胺薄膜采用连续浸渍法制备。用400mm宽、0.05mm厚的铝箔作连续载体。浸有预聚体溶液的铝箔进入立式烘炉，于190℃下烘干，以除去溶剂。然后，于200～210℃下处理2～4小时，使预聚体膜脱水环化。待冷却后，将薄膜由铝箔上剥下即可。

# k: x6 L% r6 m1 Y6 g7 ?

　　(3)漆包线

# X1 N! z9 i7 i3 |7 q* A ! t5 d3 R$ }( h0 [* D" |0 Y

　　一般大规格的漆包圆线与漆包扁线均在立式漆包机上涂制，而细线则在卧式漆包机上涂制，均采用毛毡涂线法。炉温与浸渍速度随漆包线的规格不同而变化。如1mm漆包线，炉温控制在200～300℃，浸渍速度为每分钟4～6米。

% i7 y( P/ v/ f1 Z

　　5、应用领域

& p2 ]& g% J; u# @ 7 s0 ~/ f; h1 S4 B! C7 X$ O$ k

　　聚酰胺-酰亚胺具有优良的机械性能，本色料拉伸强度为190MPa。模制塑料主要用于齿轮、辊子、轴承和复印机分离爪等。它具有良好的耐烧蚀性能和高温、高频下的电磁性，可作飞行器的烧蚀材料、透磁材料和结构材料。它对金属和其它材料有很好的粘接性能，适用作漆包线漆、浸渍漆、薄膜、层压板材、涂层和粘合剂。例如：用它制作的漆包线已用于H级深水潜水电机上；层压板用于印刷线路板和插座；薄膜作绝缘包扎材料。

0 `1 d+ W7 `# Y) M

　　6、开发动向

" l! b+ G/ X* [, |( E5 |

　　取酰胺-酰亚胺与聚均苯四甲酰亚胺比较，有较低的软化点和热变形温度，有较高的吸水率、相对介电常数和介质损耗角正切性能。今后发展方向是增强改性，同其它塑料进行合金化，以改善其不利的性能，满足更多用途的需要。 【MechNet】

+ @& _* h/ Z3 z! d x9 P