Polyimid (PI) ist ein aromatisches heterozyklisches Polymer mit wiederholten Phthalimidgruppen in der Hauptkette des Moleküls und einer der hitzebeständigsten technischen Kunststoffe, die derzeit erhältlich sind.
Eigenschaften von Polyimid
Polyimid (PI) ist ein aromatisches heterozyklisches Polymer mit wiederholten Phthalimidgruppen in der Hauptkette des Moleküls. Es zählt zu den derzeit hitzebeständigsten technischen Kunststoffen. Die wichtigsten Polyimidarten sind Benzol-Polyimid, Etheranhydrid-Polyimid, Polyamidimid und Maleinsäureanhydrid-Polyimid.
Polyimidharz weist eine hohe Hitzebeständigkeit auf und hält Temperaturen von 490 °C kurzzeitig und 290 °C langzeitig stand. Daher eignet es sich für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Polyimidharz zeichnet sich außerdem durch gute Verschleißfestigkeit und Reibung, gute elektrische Eigenschaften, chemische Inertheit, Strahlungsbeständigkeit, Tieftemperaturstabilität und Flammhemmung aus.
Benzolartiges Polyimid ist ein Vertreter der Polykondensationspolyimide. Aufgrund seiner Unlöslichkeit und Unschmelzbarkeit ist es schwierig zu verarbeiten. Üblicherweise kann es nur pulvermetallurgisch aus Formpulver zu Kunststoffprodukten gepresst oder durch Tauchen oder Gießen zu dünnen Folien verarbeitet werden. Darüber hinaus kann Glasgewebe, nachdem es mit Polyamidsäurelösung imprägniert wurde, durch Heißpressen zu einer Platte verarbeitet werden.
Polyimid vom Monoetheranhydrid-Typ ist eine Art schmelzbares Polyimid. Im Vergleich zum Benzol-Typ ist seine Form- und Verarbeitungsleistung deutlich verbessert. Es kann nicht nur geformt, sondern auch durch Spritzgießen, Extrusion und andere Verfahren geformt werden. Darüber hinaus kann es durch Imprägnieren und Gießen zu einer Folie verarbeitet werden.
Modifikation und Anwendung von Polyimid
Zu den Modifizierungsverfahren für Polyimid gehören Verstärkung, Füllung und Legierungsmischung. Glasfasern, Borfasern, Kohlefasern und Metallwhisker können zur Verstärkung hinzugefügt werden, um den linearen Ausdehnungskoeffizienten von Polyimid zu reduzieren und seine Festigkeit zu verbessern, Kosten zu senken und es zur Herstellung hochfester Strukturteile zu verwenden. Anorganische Füllstoffe, Graphit, Molybdändisulfid oder Polytetrafluorethylen können als Füllstoffe verwendet werden, um die Selbstschmierwirkung zu verbessern und Kosten zu senken. Es kann zur Herstellung von Kolbenringen, Ventildichtungen, Lagerdichtungen und anderen Teilen verwendet werden. Polyimid kann mit Epoxidharz, Polyurethan, Polytetrafluorethylen und Polyetheretherketon zu einer Mischlegierung gemischt und modifiziert werden.
Etheranhydrid-Polyimid kann zur Herstellung von Kompressorschaufeln, Kolbenringen, Dichtungsringen, Lagern, Ventilsitzen, Lagern, Lagerhalterungen, Buchsen, Zahnrädern, Bremsbelägen und anderen Teilen verwendet werden.
Thermoplastisches Polyimid wird hauptsächlich im Bereich der Elektronik und Elektrik zur Herstellung von Hochtemperaturbuchsen, Steckverbindern, Leiterplatten, Computerfestplatten, Chipträgern für integrierte Schaltkreise und anderen Komponenten verwendet.
In der Elektro- und Elektronikindustrie finden Bauteile aus Polyetherimid (PEI) breite Anwendung, darunter hochfeste und formstabile Steckverbinder, Standard- und Miniatur-Relaisgehäuse, Leiterplatten, Spulen, Reflektoren und hochpräzise Glasfaserkomponenten. Besonders hervorzuheben ist, dass der Einsatz von PEI als Metallersatz bei der Herstellung von Glasfasersteckverbindern die Bauteilstruktur optimieren, Fertigungs- und Montageschritte vereinfachen und präzisere Abmessungen gewährleisten kann. Dadurch werden die Kosten des Endprodukts um etwa 40 % gesenkt.
Schlagfeste Polyetherphthalimidplatten Ulteml613 werden zur Herstellung verschiedener Flugzeugteile wie Bullaugen, Bugteilen, Sitzlehnen, Innenwandpaneelen, Türverkleidungen und verschiedenen Passagiergegenständen verwendet. Verbundwerkstoffe aus PEI und Kohlefaser kommen bei der Struktur verschiedener Teile moderner Hubschrauber zum Einsatz. Aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften sowie seiner Hitze- und Chemikalienbeständigkeit wird PEI in der Automobilindustrie eingesetzt, beispielsweise zur Herstellung von Hochtemperatursteckverbindern, Hochleistungsscheinwerfern und Blinkleuchten, Sensoren zur Regelung der Außentemperatur des Fahrzeugs (Temperatursensoren für Klimaanlagen) und Sensoren zur Regelung der Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemisches (Temperatursensoren für die effektive Verbrennung). Darüber hinaus kann PEI auch als korrosionsbeständiges Laufrad von Vakuumpumpen, als Schliffverbindung (Buchsen) von 180 °C heißen Destillierapparaten und als Reflektor für nicht leuchtende Antibeschlaglampen verwendet werden. PEI weist eine hervorragende Hydrolysebeständigkeit auf und eignet sich daher für Griffe, Schalen, Klemmen, Prothesen, medizinische Lampenreflektoren und zahnmedizinische Geräte für chirurgische Instrumente. PEI verfügt über hervorragende mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen und ist verschleißfest. Daher eignet es sich zur Herstellung von Ventilteilen für Wasserleitungs-Umschaltventile.
