pai塑膠原料

聚酰胺—酰亞胺(PAI)是美國(guó)伊利諾伊州Napervill的Amoco公司(后并入Slovay集團(tuán))研究所于1964年開發(fā)出的新品種，1965年試制成絕緣漆，以后又開發(fā)出超高功能性工程塑料，1971年上市，商品名為TORLON，最初是在伊利諾伊州Joliet生產(chǎn)，1986年建立Amoco高性能產(chǎn)品公司，1988年又轉(zhuǎn)到南卡羅來納州Greenvill擴(kuò)建。PAI的問世解決了過去聚酰亞胺不能注射成型的技術(shù)問題，可用注射工藝成型出各種形狀復(fù)雜的精密制品，生產(chǎn)效率也顯著提高。況且PAI的耐熱性好，拉伸、彎曲、壓縮強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性、耐磨性均優(yōu)于其他工程塑料。聚酰胺—酰亞胺通常是由苯基三甲酸酐和二異氰酸酯在DMF溶液中縮聚而成。PAI（聚酰胺-酰亞胺）是一類含有酰胺基的新型工程塑料。

由于聚酰亞胺分子中具有十分穩(wěn)定的芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)，使其表現(xiàn)出其它高分子材料所無法比擬的耐熱性和耐低溫性，在高溫環(huán)境下，具有優(yōu)秀的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性?？諝庵性试S工作溫度非常高 在250℃溫度范圍內(nèi)有最好的尺寸穩(wěn)定性優(yōu)秀的耐磨和摩擦性能突出的抗紫外線性能優(yōu)越的抗高能輻射性能固有的低可燃性。高強(qiáng)度高絕緣 耐輻射耐腐蝕自潤(rùn)滑熱膨脹系數(shù)小。

目錄原料俗稱原料簡(jiǎn)介原料特性原料注塑工藝原料應(yīng)用

聚酰胺—酰亞胺

1.模具

(1)材質(zhì)： ?由于PAI對(duì)模具不腐蝕，模具不必鍍保護(hù)層。

(2)注料口：一般采用邊澆口(edge gate)和盤式澆口(diaphragm gate)。對(duì)于扇形澆口(fan gate)和錐形澆口(tab gate)要考慮根部強(qiáng)度以防折斷。小型制品宜采用潛道撓口(submarine gate)，而大型制件應(yīng)采用多道澆口(multi-gate)。

(3)主流道與分流道：注射成型時(shí)采用的流道應(yīng)使物料流動(dòng)的距離最短。對(duì)于多模腔模具應(yīng)使流入每個(gè)料腔中的流量相等。流速應(yīng)與各分流道的長(zhǎng)短、位置相匹配。流道的形狀可采用X型或Y型，不推薦H型或I型。流道截面應(yīng)為圓形?？傊鞯缿?yīng)盡量短，流道間夾角員好成45°。

(4)排氣孔：選用適當(dāng)?shù)恼u氣孔(0．064mm)，防止燒焦或產(chǎn)生結(jié)合縫。

(5)模具溫度：采用油加熱或簡(jiǎn)式加熱器使模具表面溫度達(dá)到204—218℃。為保持熱效率模具需保溫。

(6)陷槽與錐度：為了節(jié)省模具費(fèi)用不應(yīng)采用陷槽。模腔錐度為0．5—1．5° 。

2．注射機(jī)的選擇

(1)注射機(jī)的大?。焊鶕?jù)制件大小選用適當(dāng)?shù)淖⑸錂C(jī)。在PAI塑膠原料成型時(shí)一次注射量應(yīng)為注射機(jī)注射容量的80%以下。

(2)螺桿形狀：PAI粘度高且在高溫下分子量會(huì)增加，成型時(shí)要采用特殊螺桿。螺桿壓縮比推薦選用1.25—1．5；為使溫度分布均一，煤桿長(zhǎng)徑比(L/D)為18：1—24：l。螺桿分為混合段、配料段和噴嘴。螺槽最小值推薦5.08mm，對(duì)于大直徑螺桿，螺槽深度相當(dāng)于螺桿直徑的l0%。對(duì)噴嘴的要求與注射聚氯乙烯及熱固性樹脂時(shí)的要求相同。螺距要與螺桿直徑相等。

(3)蓄能器：PAI有特殊的流變特性，注塑時(shí)需要高速充填模腔。為此需要高注射壓力、大容量泵和蓄能器組成高速注射系統(tǒng)。蓄能器油壓使速度增加3—4倍。事實(shí)上，對(duì)于小制品不采用蓄能器也能夠成型加工，而對(duì)于充填時(shí)間需1秒左右的大型制件來說，采用蓄能器加快充填速度是很重要的，充填速度慢是造成注料量短缺等疵病的原因。

(4)控制與調(diào)節(jié)：精密的調(diào)節(jié)是高速充填的必要條件。注射壓力的時(shí)間應(yīng)控制在0．01秒內(nèi)。

3．注射成型條件

(1)注射速度：采用最大限度的速度。

(2)注射壓力：保持最高限度的壓力，—般為13．7—27．5MPa，模具料腔要在高壓下充填。

(3)背壓：0．34MPa以上。

(4)螺筒溫度：

三段調(diào)節(jié)： ?噴嘴：371℃ ?前部343℃ ? 中部 ?327℃ ? 后部 ?304℃

二段調(diào)節(jié)： ?噴嘴371℃ ? ?前部343℃ ? 后部 ?321℃

(5)成型周期：應(yīng)盡量縮短成型周期，減小物料在螺筒中的滯留時(shí)間。

(6)冷卻時(shí)間：模具冷卻時(shí)間要盡量縮短，以不產(chǎn)生不良成型為準(zhǔn)。

(7)原料預(yù)干燥：PAI是吸濕性樹脂，成型前應(yīng)在121預(yù)干燥24小時(shí)。

(8)二次固化：要得到高性能PAI制品還需進(jìn)行二次固化。二次固化的條件根據(jù)制品的

形狀和壁厚而異。二次固化使分子量增大，拉伸強(qiáng)度可增加兩倍，熱變性溫度可提高40℃，耐藥品性和耐磨性均有顯著提高。

常用于高技術(shù)設(shè)備精密零件的制作，以及耐磨要求極高的場(chǎng)合，如無潤(rùn)滑軸承、密封、軸承隔離環(huán)和往復(fù)式壓縮機(jī)零件，電子和半導(dǎo)工業(yè)。用于高溫、高真空、強(qiáng)輻射、超低溫條件工作的產(chǎn)品，模制品用作航空器部件，往復(fù)式壓縮機(jī)葉輪，軸承隔離環(huán)，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)供燃系統(tǒng)零件；芯片組和插座、杯體焊接支座；用于制作精密零件，例如電子和半導(dǎo)體工業(yè)，石油鉆井設(shè)備等。

PAI塑料——聚酰胺?酰亞胺(PAI)是美國(guó)伊利諾伊州Napervill的Amoco公司研究所于1964年開發(fā)出的新品種，1965年試制成絕緣漆，以后又開發(fā)出超高功能性工程塑料，1971年上市，商品名為TORLON，最初是在伊利諾伊州Joliet生產(chǎn)，1986年建立Amoco高性能產(chǎn)品公司，1988年又轉(zhuǎn)到南卡羅來納州Greenvill擴(kuò)建。PAI的問世解決了過去聚酰亞胺不能注射成型的技術(shù)問題，可用注射工藝成型出各種形狀復(fù)雜的精密制品，生產(chǎn)效率也顯著提高。況且PAI的耐熱性好，拉伸、彎曲、壓縮強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性、耐磨性均優(yōu)于其他工程塑料。

聚酰胺?酰亞胺通常是由苯基三甲酸酐和二異氰酸酯在DMF溶液中縮聚而成。PAI（聚酰胺-酰亞胺）是一類含有酰胺基的新型工程塑料。由于聚酰亞胺分子中具有十分穩(wěn)定的芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)，使其表現(xiàn)出其它高分子材料所無法比擬的耐熱性和耐低溫性，在高溫環(huán)境下，具有優(yōu)秀的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性。

英 文 名 Poly(amide-Imide)，簡(jiǎn)稱PAI

1964年Amoco公司開發(fā)了電器絕緣用清漆(AI)，1967年日立化成公司開發(fā)了HI-400系列清漆，1972年Amoco公司開發(fā)了模制材料(Torlon)，1976年Torlon商品化。1979年美國(guó)聚酰胺-酰亞胺的消費(fèi)量為1000噸，1988年美國(guó)的需要量為2000噸。世界有六家公司研制生產(chǎn)聚酰胺-酰亞胺。這些公司的商品:是美國(guó)Amoco公司的Torlon模塑料，日本東麗公司的TI-5000模塑料，TI-1000模塑料(熱固性)，Amoco/三菱化成公司的Torlon，Amoco/GE公司的AI線纜涂料，日立化成公司的HI-400系列線纜涂料，Amoco公司的AmocoA-I涂料，法國(guó)Rhone-Poulenc公司的Kermel纖維。

中國(guó)上海市合成樹脂研究所、長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所、上海電磁線廠、哈爾濱油漆顏料總廠和天津絕緣材料廠，于70年代中期就開始對(duì)聚酰胺亞胺進(jìn)行研究開發(fā)。薄膜、油漆均有產(chǎn)品銷售。

(1)酰氯法

(2)異氰酸酯法

(3)直接聚合法

(4)亞胺二碳酸法

苯三酸酐的酰氯與芳族二胺反應(yīng)制備聚酰胺-酰亞胺是一種重要的方法，其工藝如下:

反應(yīng)釜內(nèi)加入定量的4，4′-二氨基聯(lián)苯醚、二甲基乙酰胺、二甲苯，啟動(dòng)攪拌。待物料全部溶解后，再加入1，2，4-偏苯三甲酸酰氯。反應(yīng)溫度控制在25~35℃。當(dāng)粘度達(dá)最大值時(shí)，用二甲基乙酰胺和二甲苯稀釋。然后，用環(huán)氧乙烷中和發(fā)應(yīng)副產(chǎn)出鹽酸，可得到可溶性的聚酰胺-酰胺酸預(yù)聚體。若將此預(yù)聚體在高溫下脫水環(huán)化，即可制得不熔不溶的聚酰胺-酰亞胺。

聚酰胺-酰亞胺的強(qiáng)度是當(dāng)今世界上任何工業(yè)未增強(qiáng)塑料不可比擬的，其拉伸強(qiáng)度超過172MPa，在1.8MPa負(fù)荷下熱變形溫度為274℃。

Torlon聚合物在制造后還可能進(jìn)行固態(tài)聚合物，通過后固化增加分子量提供更優(yōu)良的性能。后固化在260℃下發(fā)生，固化所需的時(shí)間和溫度主要取決于零件的厚度和形狀。

它可在220℃下長(zhǎng)期使用，300℃下不失重，450℃左右開始分解。其粘接性、柔韌性及耐堿性更佳，可與環(huán)氧樹脂互混交聯(lián)固化，耐磨性良好。

(1)模塑

注射成型前應(yīng)將料進(jìn)行預(yù)干燥。干燥條件為150℃、8小時(shí)。料筒溫度上限為360℃，模加工溫度為200℃。注射壓力盡量大，關(guān)閉增壓泵后降至保壓14~28MPa，背壓為0.3MPa。后固化時(shí)間，在170~260℃條件下，約三天左右。

(2)薄膜

聚酰胺-酰亞胺薄膜采用連續(xù)浸漬法制備。用400mm寬、0.05mm厚的鋁箔作連續(xù)載體。浸有預(yù)聚體溶液的鋁箔進(jìn)入立式烘爐，于190℃下烘干，以除去溶劑。然后，于200~210℃下處理2~4小時(shí)，使預(yù)聚體膜脫水環(huán)化。待冷卻后，將薄膜由鋁箔上剝下即可。

(3)漆包線

一般大規(guī)格的漆包圓線與漆包扁線均在立式漆包機(jī)上涂制，而細(xì)線則在臥式漆包機(jī)上涂制，均采用毛氈涂線法。爐溫與浸漬速度隨漆包線的規(guī)格不同而變化。如1mm漆包線，爐溫控制在200~300℃，浸漬速度為每分鐘4~6米。

聚酰胺-酰亞胺具有優(yōu)良的機(jī)械性能，本色料拉伸強(qiáng)度為190MPa。模制塑料主要用于齒輪、輥?zhàn)印⑤S承和復(fù)印機(jī)分離爪等。它具有良好的耐燒蝕性能和高溫、高頻下的電磁性，可作飛行器的燒蝕材料、透磁材料和結(jié)構(gòu)材料。它對(duì)金屬和其它材料有很好的粘接性能，適用作漆包線漆、浸漬漆、薄膜、層壓板材、涂層和粘合劑。例如:用它制作的漆包線已用于H級(jí)深水潛水電機(jī)上;層壓板用于印刷線路板和插座;薄膜作絕緣包扎材料。

取酰胺-酰亞胺與聚均苯四甲酰亞胺比較，有較低的軟化點(diǎn)和熱變形溫度，有較高的吸水率、相對(duì)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切性能。今后發(fā)展方向是增強(qiáng)改性，同其它塑料進(jìn)行合金化，以改善其不利的性能，滿足更多用途的需要。