聚酰亚胺复合材料的应用研究进展

聚酰亚胺复合材料的应用研究进展

曹进

波米科技有限公司 山东省聊城市 252300

摘要：聚酰亚胺属于具备一定耐高温性能、耐腐蚀性能、力学性能的材料，目前主要应用在航空航天领域、微电子领域、液晶显示领域中，取得了良好的成绩，但是，将其应用在航空航天、导电带的电磁屏幕外罩制造方面、军工用防静电服与防尘服的制造方面，存有缺陷问题，在此情况下，开始应用聚酰亚胺复合材料，不仅能够缓解目前的问题，还能促使各个生产领域中材料的良好运用，具有重要的意义和作用。

关键词：聚酰亚胺；复合材料；研究综述

聚酰亚胺主要分成缩聚类型、加聚类型两种，当前在相关材料制备的过程中主要进行阻燃纤维、微孔隔膜的制备处理，具有一定的应用价值和发展意义，而且在材料实际应用的过程中，主要应用在造纸化学品领域、浸渍纸领域中，有着一定的应用价值。

1 聚酰亚胺复合材料的制备现状

对于相关复合材料的制备来讲，由于性能和聚酰亚胺的复合物质存在一定的差异性，所以，制备的方式也有所不同，聚酰亚胺复合材料制备期间主要的现状为：

1. 1. 阻燃纤维的制备

上个世纪六十年代，通过二步法先进行聚酰胺酸溶液的制备，将其作为纺丝液，采用湿法纺丝的形式或者是干法纺丝的形式进行处理，之后将初生丝转变成为聚酰亚胺纤维复合型材料。1967年的时候，西方发达国家使用湿法纺丝的技术措施制备了聚酰亚胺纤维，经过检测可以发现其断裂强度能够控制在6.0 ，其的初始模量能够控制在72 ，可以将断裂的伸长率维持在百分之十三左右，在性能裹征方面的热力学性能较为良好、化学稳定性能很高，之后就被当做是阻燃性的材料广泛的进行应用。

1. 2. 微孔隔膜复合材料的制备

此类制备工艺主要是将N-二甲基乙酰胺当做是溶剂，在操作的过程中制备出纯度较高的聚酰胺酸溶液，之后利用涂膜固化的方式、程序化升温的方式等，使其能够达到酰亚胺化的目的，获得到纯度很高的聚酰亚胺薄膜。具体制备期间，聚酰亚胺薄膜中设置正硅酸四乙酯材料进行处理，实现溶胶-凝胶方面的一系列反应，然后借助热酰亚胺化的技术措施，制备二氧化硅含有数量存在差异性的聚酰亚胺/二氧化硅的复合材料薄膜，之后将其中的二氧化硅去除之后，就能够获得到相应的聚酰亚胺微孔隔膜材料，经过科学化的制备、合理性的生产，确保材料的质量^[1]。

1. 3. 聚酰亚胺/银复合薄膜具体的制备

对于聚酰亚胺的薄膜来讲，主要是利用碱液水解的形式、离子交换的操作方式、还原性溶液处理手段等进行处置，制备出有着一定反射性优势、导电性特点的聚酰亚胺/银复合薄膜材料，在这些制备的操作项目中，在水解时间不断推移的情况下，薄膜之内载银的数量就会优速增多，制备出来的薄膜表面区域的银层厚度数据值就会有所提升，可以增强其反射率和导电性。在采用KOH水解方式进行处理一个半小时，将其设置在硝酸银溶液中进行两个小时的离子交换处理，之后进行两个小时的NaBH₄的溶液还原处理，所制备出来的薄膜反射率，甚至能够达到70%以上，表面区域的电阻能够达到1.6Ω。

2 聚酰亚胺复合材料的应用研究

2.1 复合纸的具体应用分析

上个世纪八十年代开始，就有关于聚酰亚胺合成纸方面的研究，这种纸属于合成纸中的一种类型，日本的尤尼吉可公司在上个世纪九十年代的中期阶段，就开发出综合性能较为良好、耐高温性能与耐绝缘性能很高的绝缘纸，将其运用在航空航天的相关领域中，这种纸主要是非热塑性的聚酰亚胺树脂材料所组合而成，具体的制造生产期间，就是将一些没有非质子洗极性溶剂的聚酰亚胺前体纤条体进行抄纸以后，进行脱水处理，使其能够实现酰亚胺化的目的，最终制作成功相关产品。在应用热酰亚胺化工艺措施的过程中，能够在零上150摄氏度到零上300摄氏度的环境中加热半个小时到五个小时之间，在闭环之前需要开展干燥性处理工作，主要因为在抄纸之后开展相应闭环操作，在充分性、全面性干燥之后，就能够使得纤条体相互之间紧密性、良好性的结合，获得到强度很高、稳定性较好的聚酰胺复合纸。对于其中扼纤条体来讲，主要就是在凝固浴中设置聚酰胺前体溶液成本，亦或是利用含水量在69%左右的混合溶剂材料进行处理，应用水溶类型的醚材料、醇材料、酮材料等进行处理，和聚酰亚胺前体溶液的体积相互对比，在5到100之间，而且在形成纤条体的时候，温度在零上10摄氏度到60摄氏度，需要将剪切方面的操作时间控制在5秒钟到10分钟之间。对于其中的短纤维来讲，主要利用玻璃、碳、陶瓷等纤维进行处理。相关领域的专家在研究中，早就通过聚酰胺酸纤维抄纸的形式，制造出来纤维原纸材料，之后利用热酰亚胺化的制造方式、工艺措施等获取到纤维纸的相关纤维纸基材料^[2]。

2.2 浸渍纸的具体应用

对于耐热纸来讲，其中主要含有玻璃、碳与聚酰胺等各种纤维成分，所应用的聚酰胺短纤维在其中的作用与功能较为良好，可以良好地应用在航天航空的轻体结构的制造生产中，例如：制造蜂窝形状的夹心结构材料、电气电子电路板材料等等。有关的聚酰亚胺浸渍纸在实际运用期间，需要进行芳基酰胺端纤维的合理打浆处理，实现最终的原纤维化处理目的，获得到纸浆，在此期间纤维的长度一般在0.5毫米到9毫米之间，一旦比0.5毫米低，其强度就会降低，一旦比9毫米高，就会出现分散困难的现象。按照具体应用需求，在不对纸张性能产生影响的状况下，可以适当添加有机硅化合物材料、炭黑材料、减摩剂添加物等等，主要就是在聚酰胺前体的相关水溶液之内设置添加物，使得溶液更好地进行分散

^[3]。

2.3 造纸化学品方面的应用

上个世纪七十年代末期，德国的专家就已经研究开发出通过聚酰亚胺的铵盐成分，使用添加胶剂的方式制作出阳离子类型的纸张，此类方式在应用期间，主要是采用平均分子量为 的没有水的马来酸酐 ，获得相关的共聚物成分，之后在没有水的有机介质之内，在0摄氏度到零上200摄氏度的环境中，和含有伯氨基的混合物之间产生反应，最终获得相应的产物，其中的酸酐基团最少会有五分之四会转变成为相互对应的酰亚胺基团，获取相应的有机酸、无机酸盐等，当做是纸张施胶剂，对其进行合理的处理，取得较为良好的生产制作效果。

除了上述的聚酰亚胺复合材料应用现状和情况之外，还有抄纸用聚酰亚胺短纤维的具体应用、高速复印机还有其余各种电子成像设备的应用，在材料高效化与合理性运用的情况下，可以不断增强相关材料的应用效果和水平，具有一定的应用价值与优势^[4]。

结论：

综上所述，在聚酰亚胺复合材料实际应用的过程中，能够广泛运用到各个领域中，并且目前从国内外的发展情况来讲，无论是高性能纤维还是高科技产业，都有着一定的聚酰亚胺材料需求，对其进行产业化的发展非常重要，所以在未来发展的过程中，应该进行产业化、规模化的生产制造，按照不同产业对材料的需求科学化并且合理性地进行材料生产与加工制造，确保生产效果和制造性能。

参考文献：

[1]顾善群,张代军,刘燕峰, 等.聚酰亚胺纤维/双马树脂复合材料抗高速冲击性能[J].材料工程,2021,49(1):119-125.

[2]王呈成,袁荞龙,黄发荣.端炔基遥爪型聚酰亚胺(API)的制备及T300碳纤维布/API复合材料性能[J].复合材料学报,2020,37(3):519-529.

[3]李是卓,卓航,韩恩林, 等.高强高模聚酰亚胺纤维/改性氰酸酯树脂复合材料制备及性能[J].复合材料学报,2020,37(1):42-49.

[4]于广,魏化震,李大勇, 等.碳纳米管含量对聚酰亚胺/碳纤维复合材料性能的影响[J].工程塑料应用,2020,48(5):143-148.

邮寄地址：作者简介：曹进（1990，11—07）

性别：男

民族：汉

籍贯：山东聊城

职务/职称：技术员

学历：本科

单位: 波米科技有限公司

研究方向:正性光敏聚酰亚胺

单位所在的省市:山东省聊城市

邮编:252300