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Toughimid-3182
发布时间:2022-09-19 点击数:11005
一、材料简介:
Toughimid-3182是热塑性聚酰亚胺微粉,具有可溶解、尺寸热稳定性好、 耐蠕变、耐高温、韧性强、可机械加工特性好等特点。
二、材料结构:
Toughimid-318X 系列的大分子链结构示意图如下。
三、材料突出特性:
1、良好的热塑性
纯Toughimid-3182 微粉可通过热模压工艺成型,型材为深橙红色,可透光。 纯 Toughimid-3182 溶液可涂敷成膜,薄膜为黄色,透光性良好,柔韧性良好。
2、可溶解
室温下,Toughimid-3182 微粉可完全溶解于 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)和间甲酚(m-Cresol),固含量高达 30%。
3、耐高温
Toughimid-3182 微粉,采用 DSC 法测试,玻璃化转变温度约为 313℃。纯 Toughimid-3182 型材,采用 DMA 法测试,玻璃化转变温度约为 335℃。
4、尺寸热稳定性好
纯 Toughimid-3182 模压型材,采用 TMA 法测试,热膨胀系数为 41*10-6/℃, 具有优良的尺寸热稳定性和耐蠕变性,可以用来改善聚四氟乙烯、双马来酰亚胺 等型材或零件的尺寸热稳定性。
5、微粒的表面沟槽形貌和孔穴结构
Toughimid-3182 微粒的外形轮廓近似球形,尺寸在亚微米至几十微米之间; 在微观上,是多个纳米粒子的共生微粒,形成表面沟槽形貌和孔穴结构。这种微观形貌&结构使得微粒容易与热固性基体树脂形成“投锚效果”的界面连结结构,再加上 Toughimid-3182 微粒自身的强韧性和高模量,有利于大幅度改善热固性基体树脂固化物的脆性,同时不降低其模量。
6、混配相容性好
将 Toughimid-3182 微粉添加到热固性基体树脂或稀释剂等中后,在 60~140℃ 下微粒的界面容易被溶解溶胀(形成界面互扩散),方便微粒在热固性基体树脂中分散均匀,固化后的热固性基体树脂与微粒在界面处形成了“投锚效应”的牢固连结界面,有利于热固性树脂获得更好的应力传递和吸收结构,因此增韧效果尤其明显。
四、性能数据:
表 1 Toughimid-3182 微粉典型指标数据表
项目 | 检测方法 | 检测条件 | 单位 | 典型值 |
颜色外观 | 目测 | —— | —— | 深黄色粉末 |
表观密度 | 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 | |
玻璃化转变温度(Tg) | DSC 法 (350℃二次扫描) | 10℃/min (加盖)N2保护 |
℃ |
~317c |
损失率(300℃) |
(微粉)TGA 法 | 10℃/min (加盖)N2保护 | % |
≤0.5 |
a: 微粉的特性粘度可根据客户需求在 0.37~0.77dL/g 范围内调整。 b: 微粉的粒径及其分布可根据客户要求调整。 c:微粉的玻璃化转变温度会随特性粘度变化而略有变化。 |
表2 纯Toughimid-3182型材的典型指标
序号 | 测试项目 | 检测标准 | 单位 | 典型值 | ||
1 | 密度(23℃) | GB/T1033.1-2008 | g/cm3 | 1.38 | ||
2 | 23℃ | 拉伸强度 | GB/T1040.2-2006 | MPa | 140 | |
拉伸模量 | GPa | 3.58 | ||||
拉伸断裂应变 | % | 10 | ||||
3 | 冲击强度(无缺口) | GB/T1043.1-2008 | KJ/m2 | 42 | ||
4 | 玻璃化转变温度(Tg) | DMA法(三点弯曲) | ℃ | ~335 | ||
5 | 线膨胀系数(23-230℃) | ISO11359-2:1999 | K-1 | 41*10-6 | ||
6 | 1KHz | 相对电容率 | GB/T1409-2006 | / | ~3.5 | |
7 | 介质损耗因数 | / | ~1*10-3 | |||
8 | 吸水率 | GB/T 1034-1998 | 25℃&65 RH,24hr | % | ≦3.0d | |
d: 用(特性粘度不小于 0.45dL/g 的微粉所制备)薄膜检测的。 |
五、材料应用:
1、用于制作各行业内苛刻条件下使用的零部件
与通常的聚酰亚胺模塑粉相比,由于Toughimid-3182的平均粒径更小&粒度分布更窄,因此模压型材或零部件机械性能更好,内应力更低,使用稳定性更好。另外,更容易与其它 (如聚四氟乙烯、石墨、玻纤/碳纤或二硫化钼等)微粉混合均匀,模压制件不但性能更好而且性能更均匀稳定。 如果采用 Toughimid-3182 微粉制备大尺寸型材或零件,建议采用高温模压工艺成型。建议的高温模压工艺主要参数为:最高模压温度范围为385~405℃(微 粉受热温度),最高模压温度时段的模压压力为35~75MPa(微粉受压面),最高模压温度下的保温时间视制件外形尺寸或结构而定。具体的高温模压参数视模压设备特性、模压模具特性、制件尺寸&结构、制件应用、微粉特性和微粉掺杂等具体情况而定。如果采用 Toughimid-3182 批量制备小尺寸制件,也可以采用冷压热烧结工艺成型,具体工艺需要根据不同的产品和设备进行调整。 Toughimid-3182 制件广泛应用于耐高温抗蠕变的零部件,耐高温自润滑的耐磨部件,耐高温耐化学腐蚀的密封件,耐高温高绝缘的电气零部件等。
2、用作耐高温&强韧型高性能热塑性基体树脂
Toughimid-3182,既可以通过溶液浸渍-热压熔融层合工艺,又可以通过微粉铺层-热压熔融层合工艺,与高性能纤维布搭配制备出耐高温&强韧型的高性能热塑性树脂基复合材料。尤其是与碳纤维等耐高温&高强高模型纤维搭配所制备的复合材料,在-269~340℃之间都有良好的机械性能;更为重要是,该复合材料的基体树脂为纯 Toughimid-3182,自身具有强韧性,所以复合材料无须增韧。
3、用于热固性基体树脂增韧改性
由于Toughimid-3182 具有可溶性,所以将 Toughimid-3182 微粉添加到热固性基体树脂中后,容易在微粒界面处产生部分互溶(互扩散),容易在热固性基体树脂中形成均匀分散的微粒,固化后形成“投锚效果”的牢固连结界面。 Toughimid-3182 的这种优良特性,不仅确保了 Toughimid-3182 与热固性基体树脂的互混物粘度低,具有良好的工艺性,而且还大幅提高了 Toughimid-3182 与热固性基体树脂固化物的断裂韧性,同时不降低其弹性模量并提高其耐热性。
4、用于制作耐高温绝缘涂层和气体分离层
由于 Toughimid-3182 在沸点约为 155~206℃的多种有机溶剂中均具有良好的溶解性,因此可以将 Toughimid-3182 配制成多种溶液;将这些溶液通过涂敷-低温固化 (200℃以下) 程序即可形成聚酰亚胺耐高温涂层,无须再通过高温亚胺化(300~400℃)程序,具有同样优良的耐热性和耐候性等。Toughimid-3182 的耐高温绝缘涂层不仅能耐高温,而且涂层膜具有良好的柔韧性,保证使用寿命更长。另外,Toughimid-3182 的涂层膜还具有良好的气体(如沼气)分离性能,可以通过涂敷-低温固化程序来制备气体分离膜层及其组件。
5、用于制作耐高温聚酰亚胺按纤维和高温气体除尘
纯 Toughimid-318X 微粉也可以通过熔融挤出工艺用于制造耐高温聚酰亚胺纤维;纤维的高温耐化学腐蚀性好,长期使用温约为 262℃;可用于冶金、火电、 焚烧等行业的高温气体除尘。