1.폴리이 미드-소개
폴리이 미드는 구조적 특징으로서 이드 링을 갖는 고성능 중합체 물질의 한 유형이다. 강성 분자 사슬 구조는 우수한 기계적 특성을 제공합니다. 또한 고온 저항성 중합체입니다. 일반적으로 주요 물리적 특성을 짧은 시간 동안 550 도로 유지할 수 있으며 거의 330도에서 오랫동안 사용할 수 있습니다. 폴리이 미드 수지의 산업화는 반세기의 역사를 가지고 있습니다. 엔지니어링 플라스틱 및 복합 재료의 매트릭스로서 첨단 기술 분야에서 중요한 역할을했습니다.
폴리이 미드는 우수한 방사선 저항, 부식 저항, 고온 저항 및 저온 저항, 화학적 안정성, 기계적 특성 및 유전 적 특성을 갖는다. 그것은 탄소 섬유 및 아라미드 섬유와 함께 우리나라의 첨단 산업의 개발을 제한하는 3 개의 "넥 스톡"폴리머 재료로 알려져 있습니다. PI의 포괄적 인 성능은 고성능 폴리머 재료의 피라미드의 최상위에 있으며 항공 우주, 전자 및 전기 및 전기, 운송, 에너지 및 전력, 국방 및 군 산업과 같은 많은 첨단 기술 분야에서 널리 사용되었습니다. .
2. 국내외 PI의 개발 역사
폴리이 미드 (PI) 폴리머의 발달은 1908 년에 시작되었습니다. Bogert와 Rebshaw et al. 용융 폴리 커드 렌스 화에 의해 방향족 PI를 준비했지만, 처리 성능은 좋지 않았으며, 개발 및 적용은 제한적이었습니다. 1955 년까지 미국의 듀폰이 PI 적용에 대한 첫 번째 특허를 신청 한 것은 1955 년이되어야했다. 1961 년 DuPont는 방향족 PI 필름 제품 Kapton®을 개발하고 공식적으로 PI의 산업화를 실현했습니다. 1964 년에 Vespel® 성형 화합물과 Pyre ML® 바니시를 연속적으로 개발했습니다. 1964 년 미국 석유 회사는 전기 단열재를위한 PI 바니시를 개발했습니다. 1978 년 일본의 Ube Industries, Ltd. (UBE Industries)는 UPILEX® 시리즈 제품 (Upliex R, Upilex S)을 개발했습니다. 1982 년 미국의 General Electric Company는 열가소성 PI 제품 Ultem®을 시작했습니다. 1984 년 일본의 카네카 화학 물질은 정점 필름 생산 라인을 설립했습니다. 1994 년 일본의 Mitsui Chemicals는 열가소성 PI 성형 화합물 인 Aurum®을 개발했습니다. 21 세기 초, 일본의 미쓰비시 가스는 무색의 투명한 PI 필름을 개발했습니다. 2005 년 한국의 SKC는 PI 영화 제작 라인을 설립했으며 2008 년에는 PI 영화 제작을 전문으로하기 위해 Kolon과 합작 투자를 설립했습니다. 또한 독일 Evonik과 Belgian Solvay는 섬유와 코팅 분야에서 두드러진 위치를 차지하고 있습니다.
우리나라는 1960 년대에 PI의 연구 및 개발을 시작했으며, 주로 단열 필름과 에나멜 와이어 페인트의 요구를 충족시키기 위해 PI의 연구를 시작했습니다. 가장 초기에는 중국 과학 아카데미의 Changchun 응용 화학 연구소 (Changchun Applied Chemistry), Shanghai Synthetic Resins (Shanghai Institute of Resins), Guilin Electric Science Research Institute Co., Shanghai Institute of Synthetic Resins (Shanghai Institute of Resins)를 포함한 일부 국가 연구 연구소가있었습니다. Ltd. (Guilin Institute of Electrical Science) 등 상하이 수지 연구소의 Diamine Type PI는 첨단 산업 및 국방 및 군사 산업 분야에서 중요한 역할을 해왔습니다. Changchun Institute of Applied Chemistry는 엽록소 무수물을 PI 합성을 연구하기위한 원료로 사용하고 합성 경로의 발달 및 이성질체의 분리에서 성공을 달성했습니다. 1970 년대에 Chengdu University of Science and Technology (현재 Sichuan University)는 절연 재료 분야에서 널리 사용되는 Bismaleimide에 대한 연구를 수행했습니다.
21 세기 초까지 많은 대학, 연구소 및 민간 기업이 PI 연구 개발에 참여했습니다. 2001 년 대만 DAMAI 기술은 최초의 PI 필름 생산 라인을 테스트했습니다. 2010 년, Ruihuatai Pi Film Production Line은 수락을 통과하여 중국 본토에서 독립 핵심 기술을 마스터하기 위해 최초의 고성능 PI 영화 전문 제조업체가되었습니다. 그 이후로 많은 PI 필름, 섬유, 슬러리 및 기타 생산 회사가 등장했습니다. 최근 몇 년 동안 Sino-US 무역 분쟁의 강화와 함께 "고정 된 목"딜레마를 해결하기 위해 China National Petroleum Corporation 및 Sinopec과 같은 대규모 국유 기업은 Pi R & D 및 생산에 합류하여 새로운 것을 형성했습니다. 개발 패턴.
3. 폴리이 미드 유니 퀴크 성능
PI는 분자에서 이드 그룹 (-r-co-nh-co-R'-)을 함유하는 헤테로 사이 클릭 폴리머이며, 현재까지 가장 높은 포괄적 인 성능을 갖는 중합체 품종 중 하나이다. PI는 고온 저항 (열 분해 온도가 5 0 0 정도)과 저온 저항 (-269도) 및 장기 사용 온도를 갖습니다. 범위는 -200 ~ 3 0 0도에 도달합니다. 열 팽창 계수는 10-5 ~ 10-7도 -1; 유전 상수는 1000Hz에서 4.0이고, 유전 손실은 0.004 ~ 0.007에 불과하고, 부피 저항은 105Ω · m이며, 이는 f ~ h 등급 단열재에 속합니다. 인장 강도는 100 ~ 400 MPa이고, 섬유 탄성 계수는 이론적으로 500GPA에 도달 할 수 있으며, 이론적으로 탄소 섬유 (700GPA)에 이르렀다; 또한, 그것은 방사선 저항, 불꽃 지연 및 자체 노력, 생체 적합성의 장점이 있습니다. PI의 포괄적 인 성능은 고성능 폴리머 재료의 피라미드의 최상위에 있습니다.
고성능 폴리머 재료 피라미드
폴리이 미드의 독특한 특성은 다음과 같이 요약 될 수 있습니다.
(1) 열 분해 온도
완전 방향족 폴리이 미드의 경우, 열 중량 측정 분석에 따르면, 초기 분해 온도는 일반적으로 약 500도입니다. 비 페닐 디아이드 라이드 및 P- 페닐 렌 디아민으로부터 합성 된 폴리이 미드의 열 분해 온도는 600도에 도달하며, 이는 현재까지 가장 높은 열 안정성을 갖는 중합체 중 하나이다.
(2) 고온 저항
고온 저항은 400도 이상에 도달하며 장기 사용 온도 범위는 -200에서 300도이며 명백한 용융점이 없습니다.
(3) 극한 저온 저항
부서지기 쉬운 골절없이 4K (-269도)의 절대 온도에서 액체 수소와 같은 매우 저온을 견딜 수 있습니다.
(4) 기계적 특성
채워지지 않은 플라스틱의 인장 강도는 100mpa 이상이고, 이소 소탈 폴리이 미드 (Kapton)의 필름은 250mpa이고, 비 페닐 폴리이 미드 (Upilex-S)의 필름은 530mpa에 도달한다. 엔지니어링 플라스틱으로서 탄성 계수는 일반적으로 3 ~ 4GPA입니다. 러시아 학자들은 공중합 폴리이 미드에서 섬유의 강도가 5.1 ~ 6.4GPA에 도달 할 수 있고 모듈러스는 220 ~ 340GPA에 도달 할 수 있다고보고했다. 이론적 계산에 따르면, 프탈산 무수물로부터 합성 된 폴리이 미드 섬유의 모듈러스는 500GPA에 도달 할 수 있으며, 이는 탄소 섬유에 이어 500GPA에 도달 할 수있다.
(5) 가수 분해 저항
폴리이 미드는 산을 희석하기 위해 상대적으로 안정적이지만, 일반적인 품종은 가수 분해, 특히 알칼리성 가수 분해에 매우 내성이 없다. 이 불리한 특성은 폴리이 미드가 다른 고성능 중합체와 다른 훌륭한 특징을 제공합니다. 즉, 원료 이산화물 및 디아민은 알칼리성 가수 분해에 의해 회수 될 수 있습니다. 예를 들어, KAPTO 필름의 경우 회복 속도가 90%에 도달 할 수 있습니다. 구조를 변경하면 가수 분해에 매우 저항력이있는 다양성을 얻을 수 있으며 120도, 500H 끓는 것을 견딜 수 있습니다. 그러나, 다른 방향족 중합체와 마찬가지로, 폴리이 미드는 농축 황산, 질산 및 할로겐에 내성이 없다.
(6) 산 및 용매 저항성
폴리이 미드는 넓은 용해도 스펙트럼을 갖는다. 구조에 따라 일부 품종은 모든 유기 용매에서 거의 불용성이며, 다른 품종은 테트라 하이드로 푸란, 아세톤, 클로로포름, 톨루엔 및 메탄올과 같은 일반적인 용매에 용해됩니다. 다른 방향족 중합체와 마찬가지로, 폴리이 미드는 농축 된 황산, 질산 및 할로겐에 내성이 없습니다.
(7) 열 팽창 계수
폴리이 미드의 열 팽창 계수는 2x 10-5와 3x 10-5 정도 -1 사이이며 비 페닐 폴리이 미드의 10-6 정도 -1에 도달 할 수 있습니다. 금속과 같은 수준. 일부 품종은 10-7 학위 -1에 도달 할 수 있습니다.
(8) 방사선 저항
폴리이 미드는 방사선 저항성이 높습니다. 그 필름은 흡수 된 용량이 5x107gy에 도달 할 때 여전히 강도의 86%를 유지할 수 있습니다. 폴리이 미드 섬유는 1x108gy 전자로 조사 된 후 여전히 강도의 90%를 유지합니다.
(9) 유전체 특성
폴리이 미드는 매우 우수한 유전체 특성을 갖는다. 일반적인 방향족 폴리이 미드의 유전 상수는 약 3.4입니다. 나노 미터 크기에서 폴리이 미드로 분산 된 불소, 큰 측면 그룹 또는 공기를 도입함으로써, 유전 상수는 약 2.5로 감소 될 수있다. 유전체 손실은 10-3이고, 유전 강도는 100 ~ 300kv/mm이고, 부피 저항은 1017Ω · cm입니다. 이러한 특성은 여전히 넓은 온도 범위와 주파수 범위에 걸쳐 높은 수준을 유지할 수 있습니다.
(10) 화염 지연 특성
자체 소개 특성 : 폴리이 미드는 일반적으로 자기 자극이나 연소를지지하지 않으므로 고온 환경에서 사용하는 것이 매우 안전합니다. 낮은 연기 속도 : 고온에서 연소 할 때 폴리이 미드의 연기 속도는 매우 낮아 화재 중 연기 및 독성 가스의 방출을 줄이는 데 도움이됩니다. 높은 잔류 탄소 속도 : 고온 연소 후, 폴리이 미드의 잔류 탄소 속도는 일반적으로 50%이상이므로 추가 화재 확산을 방지하는 데 도움이됩니다.
(11) 생체 안전성
폴리이 미드는 무독성이며 식탁 및 의료기구를 만드는 데 사용될 수 있으며 여러 멸균을 견딜 수 있습니다. 일부 폴리이 미드는 또한 좋은 생체 적합성을 갖는다. 예를 들어, 이들은 혈액 호환성 검사에서 비 용해성이고 시험 관내 세포 독성 시험에서는 비 독성이다.
4. 폴리이 미드-애플리케이션
일반 플라스틱 및 엔지니어링 플라스틱의 제품 가공 모델은 일반적으로 공급 업체가 기본 수지를 제공하며, 이는 시장을 공급하기 위해 제조업체에 의해 다양한 제품으로 처리됩니다. 대부분의 PI 관련 회사는 재료 합성 및 제품 성형을 결합하여 시장에 직접 제품을 제공합니다. PI 제품은 필름, 슬러리, 수지, 섬유, 폼, 복합 재료 등의 형태로 제공되며 제품 유형의 다양성은 최고 중합체 재료 중 하나입니다.
폴리이 미드 시장 규모는 2024 년에 54 억 5 천만 달러로 예상되며 2029 년까지 미화 76 억 달러에이를 것으로 예상되며, 예측 기간 동안 연간 연간 성장률은 6.84%입니다 (2024-2029).
