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聚醚酰亞胺
日期：2025-07-29 22:25
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摘要：
聚醚酰亞胺
聚醚酰亞胺
英文名 Polyetherimide,簡稱PEI
1、發展史
1972年美國GE公司開始研究開發PEI，經過10年時間試制、試用，于1982年建成5000噸生產裝置，并正式以商品Ultem在市場銷售。目前，全世界年需要量為10000噸左右。以后，為提高產品的耐熱性，GE公司還開發了ULtemⅡ。由于ULtemⅡ中含有對苯二胺結構，致使玻璃化溫度（tg）從215°提高到227°，因而適應電子零件超小型電子管表面粘貼技術（SMT）的需要。近年來，該公司以開發了耐化學藥品品級CRS5000、電線被覆用品級有機硅共...
聚醚酰亞胺
英文名 Polyetherimide,簡稱PEI
1、發展史
1972年美國GE公司開始研究開發PEI，經過10年時間試制、試用，于1982年建成5000噸生產裝置，并正式以商品Ultem在市場銷售。目前，全世界年需要量為10000噸左右。以后，為提高產品的耐熱性，GE公司還開發了ULtemⅡ。由于ULtemⅡ中含有對苯二胺結構，致使玻璃化溫度（tg）從215°提高到227°，因而適應電子零件超小型電子管表面粘貼技術（SMT）的需要。近年來，該公司以開發了耐化學藥品品級CRS5000、電線被覆用品級有機硅共聚合體D9000。為了進一步提高耐熱性、耐化學藥品性和流動性，該公司還開發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。
上海市合成樹脂研究所對聚醚酰亞胺的研究開發工作始于20世紀80年代初，現有10t/aPEI裝置一套，目前處于供不應求狀態。該所正準備建設100t/aPEI生產裝置，以滿足國防**的需要。該所的聚醚酰亞胺YS30，結構中含有二苯醚二胺，其產品耐水解性能更佳。
2、主要生產方法
聚醚酰亞胺是由4，4′-二氨基二苯醚或間（或對）苯二胺與2，2′-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縮聚過程。前者首先進行環化反應，生成酰亞胺環，然后進行芳族親核硝基取代反應，形成柔性醚"鉸鏈"。后者是先進行環化反應，然后進行環化反應，聚合物的生成工序是多環縮聚過程。
PEI可用熔融縮聚法制備。這一方法從經濟上，生態和技術的觀點來看，都是有發展前途的。由于該法不使用溶劑，聚合物中不會含有溶劑，這對加工和使用都有重要意義。
PEI還可用連續法直接在擠出機制造。該法操作步驟是：起始化合物的混合物依次通過擠出機內具有不同溫度的區域，由單體混合的低溫區移向*終產品溶融的高溫區。環化反應生成的水，經適當的口孔從擠出機中不斷排出，通常在擠出機的未尾區域借助真空減壓抽出。從擠出機的出料口可得到聚合物粒料或片材。還可在擠出機內直接使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生產的方法。然而擠出機連續擠出聚合方法已由上海市合成樹脂研究所在小型裝置上開發成功，可以推向工業生產。
3、理化性能
聚醚酰亞胺具有優良的機械性能、電絕緣性能、耐輻照性能、耐高低溫及耐磨性能，并可透過微波。加入玻璃纖維、碳纖維或其他填料可達到增強改性的目的。也可和其它工程塑料組成耐熱高分子合金，可在-160~180℃使用。上海市合成樹脂研究所企業標準SR-7001-86《YS30注塑型聚醚酰亞胺塑料》，主要性能指標見表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。由于熔融流動性好，通過注塑成型可以制取形狀復雜的零件。加工前須在150℃充分干燥4小時，注塑溫度為337~427℃，模具溫度為65~117℃。YS30的注塑條件如下：
預熱 150℃，4小時
料筒溫度：
前段 300~320℃
后段 330~410℃
注塑壓力 60~100MPa
保壓時間 5~30秒
冷卻時間 5~30秒。
5、應用領域
聚醚酰亞胺具有優良的綜合平衡性能，卓有成效地應用于電子、電機和航空等工來部門，并用作傳統產品和文化生活用品的金屬代用材料。
在電器、電子工業部門，聚醚酰亞胺材料制造的零部件獲得了廣泛的應用，包括強度高和尺寸穩定的連接件、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，可使元件結構**化，簡化其制造和裝配步驟，保持更**的尺寸，從而保證*終產品的成本降低約40%。
耐沖擊性板材Ultem1613用于制飛機的各種零部件，如舷窗、機頭部部件、座件靠背、內壁板、門覆蓋層以及供乘客使用的各種物件。PEI和碳纖維組成的復合材料已用于*新直升飛機各種部件的結構。
利用其優良的機械特性、耐熱特性和耐化學藥品特性，PEI被用于汽車領域，如用以制造高溫連接件、高功率車燈和指示燈、控制汽車艙室外部溫度的傳感器（空調溫度傳感器）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，用作運輸機械飛機等的絕熱和隔音材料。
PEI耐水解性優良，因此用作醫療外科手術器械的手柄、托盤、夾具、假肢、醫用燈反射鏡和牙科用具。
在食品工業中，用作產品包裝和微波爐的托盤。
PEI兼具優良的高溫機械性能和耐磨性，故可用于制造輸水管轉向閥的閥件。由于具有很高的強度、柔韌性和耐熱性，PEI是優良的涂層和成膜材料，能形成適用于電子工業的涂層和薄膜，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度纖維等。
6、開發動向
國外聚醚酰亞胺主要是美國通用電器公司生產銷售。目前發展趨勢在于提高耐熱性，為此引入對苯二胺結構和與其它特種工程塑料組成合金，為提高PEI機械強度，而采用PC、PA等工程塑料組成合金。聚合工藝方面正在開發雙螺桿連續擠出聚合反應技術，預計不久將會實現工業化生產。
