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Toughimid-3182
發布時間：2022-09-19 點擊數：12705
一、材料簡介：
Toughimid-3182是熱塑性聚酰亞胺微粉，具有可溶解、尺寸熱穩定性好、 耐蠕變、耐高溫、韌性強、可機械加工特性好等特點。
二、材料結構：
Toughimid-318X 係列的大分子鏈結構示意圖如下。
三、材料突出特性：
1、良好的熱塑性
純Toughimid-3182 微粉可通過熱模壓工藝成型，型材為深橙紅色，可透光。 純 Toughimid-3182 溶液可塗敷成膜，薄膜為黃色，透光性良好，柔韌性良好。
2、可溶解
室溫下，Toughimid-3182 微粉可完全溶解於 N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N- 二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和間甲酚(m-Cresol)，固含量高達 30%。
3、耐高溫
Toughimid-3182 微粉，采用 DSC 法測試，玻璃化轉變溫度約為 313℃。純 Toughimid-3182 型材，采用 DMA 法測試，玻璃化轉變溫度約為 335℃。
4、尺寸熱穩定性好
純 Toughimid-3182 模壓型材，采用 TMA 法測試，熱膨脹係數為 41*10-6/℃， 具有優良的尺寸熱穩定性和耐蠕變性，可以用來改善聚四氟乙烯、雙馬來酰亞胺 等型材或零件的尺寸熱穩定性。
5、微粒的表麵溝槽形貌和孔穴結構
Toughimid-3182 微粒的外形輪廓近似球形，尺寸在亞微米至幾十微米之間； 在微觀上，是多個納米粒子的共生微粒，形成表麵溝槽形貌和孔穴結構。這種微觀形貌&結構使得微粒容易與熱固性基體樹脂形成“投錨效果”的界麵連結結構，再加上 Toughimid-3182 微粒自身的強韌性和高模量，有利於大幅度改善熱固性基體樹脂固化物的脆性，同時不降低其模量。
6、混配相容性好
將 Toughimid-3182 微粉添加到熱固性基體樹脂或稀釋劑等中後，在 60~140℃ 下微粒的界麵容易被溶解溶脹(形成界麵互擴散)，方便微粒在熱固性基體樹脂中分散均勻，固化後的熱固性基體樹脂與微粒在界麵處形成了“投錨效應”的牢固連結界麵，有利於熱固性樹脂獲得更好的應力傳遞和吸收結構，因此增韌效果尤其明顯。
四、性能數據：
表 1 Toughimid-3182 微粉典型指標數據表
項目 | 檢測方法 | 檢測條件 | 單位 | 典型值 |
顏色外觀 | 目測 | —— | —— | 深黃色粉末 |
表觀密度 | GB/T 1636-2008 | 25±2℃ | g/mL | ≥0.30 |
特性粘度 | GB/T 1632.5-2008 | 25±0.01℃ | dL/g | 0.37~0.77a |
粒度 D50 | GB/T 19077.1-2003 | 25±2℃ | µm | ≤20b |
粒度 D90 | 25±2℃ | µm | ≤45b | |
玻璃化轉變溫度(Tg) | DSC 法 (350℃二次掃描) | 10℃/min (加蓋)N2保護 |
℃ |
~317c |
損失率(300℃) |
（微粉）TGA 法 | 10℃/min (加蓋)N2保護 | % |
≤0.5 |
a: 微粉的特性粘度可根據客戶需求在 0.37~0.77dL/g 範圍內調整。 b: 微粉的粒徑及其分布可根據客戶要求調整。 c：微粉的玻璃化轉變溫度會隨特性粘度變化而略有變化。 | ||||
表2 純Toughimid-3182型材的典型指標
序號 | 測試項目 | 檢測標準 | 單位 | 典型值 | ||
1 | 密度（23℃） | GB/T1033.1-2008 | g/cm3 | 1.38 | ||
2 | 23℃ | 拉伸強度 | GB/T1040.2-2006 | MPa | 140 | |
拉伸模量 | GPa | 3.58 | ||||
拉伸斷裂應變 | % | 10 | ||||
3 | 衝擊強度(無缺口) | GB/T1043.1-2008 | KJ/m2 | 42 | ||
4 | 玻璃化轉變溫度（Tg） | DMA法(三點彎曲) | ℃ | ~335 | ||
5 | 線膨脹係數（23-230℃） | ISO11359-2:1999 | K-1 | 41*10-6 | ||
6 | 1KHz | 相對電容率 | GB/T1409-2006 | / | ~3.5 | |
7 | 介質損耗因數 | / | ~1*10-3 | |||
8 | 吸水率 | GB/T 1034-1998 | 25℃&65 RH，24hr | % | ≦3.0d | |
d: 用(特性粘度不小於 0.45dL/g 的微粉所製備)薄膜檢測的。 | ||||||
五、材料應用：
1、用於製作各行業內苛刻條件下使用的零部件
與通常的聚酰亞胺模塑粉相比，由於Toughimid-3182的平均粒徑更小&粒度分布更窄，因此模壓型材或零部件機械性能更好，內應力更低，使用穩定性更好。另外，更容易與其它 (如聚四氟乙烯、石墨、玻纖/碳纖或二硫化鉬等)微粉混合均勻，模壓製件不但性能更好而且性能更均勻穩定。 如果采用 Toughimid-3182 微粉製備大尺寸型材或零件，建議采用高溫模壓工藝成型。建議的高溫模壓工藝主要參數為：最高模壓溫度範圍為385~405℃(微 粉受熱溫度)，最高模壓溫度時段的模壓壓力為35~75MPa（微粉受壓麵），最高模壓溫度下的保溫時間視製件外形尺寸或結構而定。具體的高溫模壓參數視模壓設備特性、模壓模具特性、製件尺寸&結構、製件應用、微粉特性和微粉摻雜等具體情況而定。如果采用 Toughimid-3182 批量製備小尺寸製件，也可以采用冷壓熱燒結工藝成型，具體工藝需要根據不同的產品和設備進行調整。 Toughimid-3182 製件廣泛應用於耐高溫抗蠕變的零部件，耐高溫自潤滑的耐磨部件，耐高溫耐化學腐蝕的密封件，耐高溫高絕緣的電氣零部件等。
2、用作耐高溫&強韌型高性能熱塑性基體樹脂
Toughimid-3182，既可以通過溶液浸漬-熱壓熔融層合工藝，又可以通過微粉鋪層-熱壓熔融層合工藝，與高性能纖維布搭配製備出耐高溫&強韌型的高性能熱塑性樹脂基複合材料。尤其是與碳纖維等耐高溫&高強高模型纖維搭配所製備的複合材料，在-269~340℃之間都有良好的機械性能；更為重要是，該複合材料的基體樹脂為純 Toughimid-3182，自身具有強韌性，所以複合材料無須增韌。
3、用於熱固性基體樹脂增韌改性
由於Toughimid-3182 具有可溶性，所以將 Toughimid-3182 微粉添加到熱固性基體樹脂中後，容易在微粒界麵處產生部分互溶(互擴散)，容易在熱固性基體樹脂中形成均勻分散的微粒，固化後形成“投錨效果”的牢固連結界麵。 Toughimid-3182 的這種優良特性，不僅確保了 Toughimid-3182 與熱固性基體樹脂的互混物粘度低，具有良好的工藝性，而且還大幅提高了 Toughimid-3182 與熱固性基體樹脂固化物的斷裂韌性，同時不降低其彈性模量並提高其耐熱性。
4、用於製作耐高溫絕緣塗層和氣體分離層
由於 Toughimid-3182 在沸點約為 155~206℃的多種有機溶劑中均具有良好的溶解性，因此可以將 Toughimid-3182 配製成多種溶液；將這些溶液通過塗敷-低溫固化 (200℃以下) 程序即可形成聚酰亞胺耐高溫塗層，無須再通過高溫亞胺化(300~400℃)程序，具有同樣優良的耐熱性和耐候性等。Toughimid-3182 的耐高溫絕緣塗層不僅能耐高溫，而且塗層膜具有良好的柔韌性，保證使用壽命更長。另外，Toughimid-3182 的塗層膜還具有良好的氣體(如沼氣)分離性能，可以通過塗敷-低溫固化程序來製備氣體分離膜層及其組件。
5、用於製作耐高溫聚酰亞胺按纖維和高溫氣體除塵
純 Toughimid-318X 微粉也可以通過熔融擠出工藝用於製造耐高溫聚酰亞胺纖維；纖維的高溫耐化學腐蝕性好，長期使用溫約為 262℃；可用於冶金、火電、 焚燒等行業的高溫氣體除塵。
