聚酰亞胺是什么

聚酰亞胺是指主鏈上含有酰亞胺環(huán)(-CO-N-CO-)的一類(lèi)聚合物，PI分子中穩(wěn)定的芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)單元,使其具有優(yōu)良的綜合性能,在200～400 ℃內(nèi)具有突出的介電性能、力學(xué)性能、耐磨性及耐腐蝕性。

聚酰亞胺的合成方法

聚酰亞胺的合成方法可以分為兩大類(lèi)，第一類(lèi)是在聚合過(guò)程中或在大分子反應(yīng)中形成酰亞胺環(huán)；第二類(lèi)是以含有酰亞胺環(huán)的單體合成聚酰亞胺。下圖是第一種合成方法：二酐和二胺聚合后高溫下脫水形成聚酰亞胺。這是實(shí)驗(yàn)室里比較常用的合成方法。

聚酰亞胺在電子通信中的應(yīng)用

與4G移動(dòng)通信相比，5G的通信效率有了顯著的提升，5G通信離不開(kāi)關(guān)鍵的高頻信號(hào)傳輸過(guò)程。絕緣材料作為高頻信號(hào)傳輸導(dǎo)線的支撐載體，其自身的特性也會(huì)對(duì)傳輸速率和損耗產(chǎn)生影響。

介電性能

介電性能（介電常數(shù)、介電損耗）反映出絕緣材料在交變電場(chǎng)中極化時(shí)電能存儲(chǔ)和損耗。它們與分子極性相關(guān)，但兩者產(chǎn)生于不同的物理機(jī)制。

導(dǎo)熱性能

熱傳導(dǎo)的本質(zhì)是能量傳遞的過(guò)程，固體材料的熱傳遞形式可分為電子傳熱、聲子傳熱和光子傳熱。導(dǎo)熱填料的類(lèi)型不同，其導(dǎo)熱方式和機(jī)理也有所差別。

抗氧化性能

抗氧化性能是衡量材料在特定環(huán)境下維持工作狀態(tài)時(shí)間長(zhǎng)短的重要指標(biāo)。

聚酰亞胺介電性能改性

改變聚合物極性

改變聚合物極性主要有兩種路線，一是引入含氟基團(tuán)等低極性基團(tuán)，從而改變聚合物整體的極化率；二是引入大分子側(cè)鏈以增大體系的自由體積，從而降低體系的極性。

在結(jié)構(gòu)中引入孔隙結(jié)構(gòu)

引入孔隙結(jié)構(gòu)是為了引入空氣，由于空氣的介電常數(shù)約為1，可提高系統(tǒng)的孔隙率，降低材料的密度，使單位體積內(nèi)極化分子的數(shù)量減少，從而降低材料的介電常數(shù)。

聚酰亞胺導(dǎo)熱性能改性

目前利用高導(dǎo)熱的粒子填充到聚合物基體來(lái)提高聚合物導(dǎo)熱性是一種常見(jiàn)的提高導(dǎo)熱性的方法。高導(dǎo)熱粒子分為兩種，分別是金屬粉末和無(wú)機(jī)粒子。

以六方氮化硼為例，其內(nèi)部的原子結(jié)構(gòu)類(lèi)似于石墨烯，呈層狀排布，因此和石墨一樣具有超高的導(dǎo)熱性。但由于其取向嚴(yán)重，雖然在薄膜流延方向有較好的導(dǎo)熱性，但是在垂直方向不能形成完整的導(dǎo)熱通路，故采用復(fù)合填充手段，加入亞微米級(jí)的氧化鋁球狀結(jié)構(gòu)來(lái)形成類(lèi)似“橋梁”，使導(dǎo)熱通路更完整。

聚酰亞胺抗氧化改性

通訊衛(wèi)星中的聚酰亞胺聚合物絕緣材料在長(zhǎng)期使用下會(huì)受到低地球軌道環(huán)境的影響，其中原子氧（Atomic oxygen，AO）是環(huán)境的主要成分，其由氧氣經(jīng)過(guò)光分解，具有極強(qiáng)的氧化性和反應(yīng)活性。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家在聚酰亞胺聚合物中引進(jìn)了磷、氟、硅等元素。當(dāng)原子氧進(jìn)攻材料時(shí)，會(huì)與上述元素形成耐腐蝕的化合物，從而阻止進(jìn)一步氧化。

聚倍半硅氧烷(POSS)結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺材料的耐原子氧性?xún)?yōu)異，POSS具有很強(qiáng)的靈活性，能夠接枝、共聚到聚酰亞胺（PI）中。在原子氧的作用下形成硅氧鈍化膜，起到保護(hù)作用。

結(jié)語(yǔ)

以聚酰亞胺為代表的高性能纖維材料改性一直是解決特定條件下某些問(wèn)題非常有效的方法。它對(duì)科研工作者的思維、專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及實(shí)踐能力都提出了巨大的挑戰(zhàn)?？蒲新L(zhǎng)路，吾輩當(dāng)上下求索。

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