一,폴리이미드 소개
폴리이미드(PI)는 방향족 헤테로고리 중합체 화합물의 이미드- 기반 사슬 연결을 포함하는 분자 구조로, 현재 항공, 항공우주, 마이크로 전자 공학, 나노, 액정, 레이저 및 기타 분야에서 널리 사용되는 최고의 엔지니어링 플라스틱 내열성 품종 중 하나입니다.
최근 21세기에는 모든 국가가 새로운 화학소재 개발의 중점 분야 중 하나인 PI의 연구, 개발 및 활용에 나서고 있습니다. 폴리이미드는 뛰어난 성능과 합성 특성으로 인해 구조용 소재 또는 기능성 소재로 활용 가능성이 높습니다.
폴리이미드는 고분자 재료 피라미드의 정점으로 알려져 있으며, '문제 해결사'라고도 알려져 있으며, 일부 업계 관계자조차 '오늘날의 마이크로전자공학 기술이 없는 폴리이미드는 없을 것'이라고 믿고 있습니다.
2,폴리이미드 분류 및 응용
폴리이미드는 탁월한 특성으로 인해 광범위한 응용 분야에 사용될 수 있으며 엔지니어링 플라스틱, 섬유, 감광성 폴리이미드, 폼, 코팅, 접착제, 필름, 에어로겔, 복합재 등 다양한 유형으로 분류될 수 있습니다.
많은 폴리머 중에서 폴리이미드는 응용 범위가 넓고 각 폴리머에서 뛰어난 성능을 나타내는 유일한 폴리머입니다. 아래에서는 각 폴리이미드의 주요 용도를 안내해 드리겠습니다.
1. 엔지니어링 플라스틱
폴리이미드 엔지니어링 플라스틱은 열경화성과 열가소성을 갖고 있으며 PMMI(폴리 테트라메틸렌 테트라카비미드), PEI(폴리에테르이미드), PAI(폴리아미드 이미드) 등으로 나눌 수 있으며 다양한 분야에서 자체 용도로 사용됩니다.
360도 1.8MPa 부하 열 변형 온도의 PMMI, 우수한 전기적 특성은 정밀 부품, 고온 자체 윤활 베어링, 씰, 송풍기 임펠러 등의 특수 조건에 사용할 수 있으며 액체 암모니아 밸브 부품, 제트 엔진 연료 공급 시스템 부품과 접촉하여 사용할 수도 있습니다.
PEI는 우수한 기계적 특성, 전기 절연성, 방사선 저항성, 고온 저항 및 내마모성, 우수한 용융 유동성, 0.5% ~ 0.7%의 성형 수축률을 가지며 사출 및 압출 성형에 사용 가능하며 후{2}}가공이 상대적으로 쉽고 전자 및 전기 제품, 항공, 자동차, 의료 장비 및 기타 산업에 결합된 용접 방법 및 기타 재료에도 사용할 수 있습니다.
PAI의 강도는 현재 비강화 플라스틱 중에서 가장 높고, 인장 강도는 190MPa, 굽힘 강도는 250MPa, 1.8MPa 하중 하에서 열 변형 온도는 274도에 달합니다. PAI는 고온, 고주파 하에서 절삭 및 전자기에 대한 저항성이 우수하고 금속 및 기타 재료에 대한 접착성이 우수하며 주로 복사기의 기어, 베어링 및 분리 클로 등에 사용되며, 복사기 등의 기어, 베어링 및 분리 클로에도 주로 사용됩니다. 또한 절삭 재료, 자기 투과성 재료 및 항공기의 구조 재료에도 사용할 수 있습니다.
2.폴리이미드 섬유
폴리이미드 섬유는 중요한 고성능 섬유이며, 폴리이미드 섬유의 고온 폴리이미드는 현재 유기 합성 섬유 중 가장 높은 온도 중 하나이며 250~350도에서 사용할 수 있습니다. 내광성, 흡수성, 내열성 및 기타 측면에서 아라미드 및 폴리페닐렌 설파이드 섬유는 고성능 폴리이미드 섬유에 비해 강도가 아라미드가 현재 최고의 유기 합성 섬유 중 하나인 현재의 기계적 성능보다 약 1배 더 높습니다. 기계적 성질 측면에서 최고의 유기 합성 섬유 중 하나입니다.
첨단 기술 분야의 지속적인 발전으로-PI 제품의 물리적, 화학적 특성이 점점 더 까다로워지고 있습니다. 기계, 열 및 광학, 전기, 자기 및 기타 성능 측면의 전통적인 PI 재료는 재료의 특별한 요구 사항에 대한 현대 과학 기술 분야를 충족할 수 없습니다. 우수한 기계적 특성, 열 안정성, 조사 및 기타 특성을 갖춘 PI 고성능 섬유는 차세대 고성능 섬유의 대표적인 대표자가 될 것입니다.
현재 국내 PI 섬유 산업은 주로 Asxc, Hipolyking, Aieplastics, Jsshino 등에 종사하고 있습니다. 그 중 Hipolyking은 중국의 폴리이미드 연구, 개발 및 생산의 중요한 기지가 되었습니다. 완전히 독립적인 지적 재산권을 보유한 고성능 유기 섬유인 Jsshino는 2016년 과학 기술 성과 평가를 통과하는 동시에 2020년 "고강도 및 고{5}}폴리이미드 필라멘트"에 대한 국가 표준 제정을 완료하는 데 앞장섰습니다.
3.감광성 폴리이미드(PSPI)
감광성 폴리이미드(PSPI)는 이미드 고리와 감광성 유전자 모두에 있는 폴리머 사슬의 일종으로, 우수한 열 안정성, 우수한 기계적 특성, 유기 물질의 화학적 및 사진 특성을 갖추고 있습니다.
전자 분야에서 PSPI는 주로 포토레지스트와 전자 패키징의 두 가지 주요 역할을 하며 감광성 폴리이미드에 증감제, 안정제 등을 첨가하여 "폴리이미드 포토레지스트"를 얻을 수 있습니다. 전통적인 포토레지스트에 비해 폴리이미드 자체는 유전 특성이 좋기 때문에 차광제의 작동 매체 역할을 코팅할 필요 없이 사용하면 공정을 크게 단축하고 생산 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
PSPI 생산 기술은 주로 미국과 일본 회사에 의해 통제됩니다. 그 중 Toray는 포지티브 PSPI 제품 시장에서 세계에서 가장 성공적인 기업 중 하나이며 포지티브 제품은 마이크로전자공학 패키징, 광전자공학 캡슐화 및 기타 분야에 사용됩니다.
생산 기술의 낙후성으로 인해 중국의 폴리이미드 산업은 여전히 필름 및 기타 저가형 제품을 안정화해야 하며, 감광성 폴리이미드 생산량은 적고 시장 수요는 수입에 의존하고 있습니다. 《중국제조 2025》의 명시적인 정책 지원에서 중국의 공업, 기계, 전자 등 분야가 국내 대체 단계에 진입하고 있으며 PSPI에 대한 국내 기업이 계속 심화되고 있으며 일부 기업은 생산 기술을 습득했습니다.
현재 PSPI R&D 레이아웃, 현지 기업 생산에는 Rayitek, MINSEOA Advanced Material, Guofeng New Materials, Dragon-chen 등이 있으며 국내 공간 대체 분야의 미래입니다.
4.폴리이미드 폼
폴리이미드 폼(Polyimide Foam)은 폴리이미드 소재의 일종으로 1970년대 NASA 랭글리 연구센터가 유니티카 아메리카(Unitika America)와 협력하여 처음 개발한 것으로 우주 왕복선에 사용되었으며 현재는 항공기, 선박, 기차, 자동차 및 기타 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 고유한 난연성, 내열{2}}, 가볍고 환경 친화적인 무독성 기능을 갖추고 있으며 초-고온, 초저{5}}염수 분무, 강한 소음, 강한 부식, 강한 방사선 및 기타 극한 사용 조건에서 오랫동안 사용할 수 있습니다.
폴리이미드 폼은 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
일반적인 폴리이미드와 동일하게 미드를 주쇄로 하고 작동온도가 300도 이상인 발포재(PI폼)입니다.
미드링이 사이드 그룹으로 존재하는 폼 소재(PMI 폼)
열적으로 불안정한 지방 사슬 세그먼트를 폴리이미드에 도입하고 고온에서 분해하여 얻은 나노-폼 소재입니다.
폴리이미드 폼 소재는 고급 기능성 소재에 속하며 항공우주, 해양 운송, 국방, 마이크로 전자공학 및 기타 첨단 기술 분야의 단열, 진동 및 소음 감소, 단열 및 기타 핵심 소재에 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
PI폼의 가장 중요한 용도는 선박용 단열재 및 소음저감재입니다. 신형 군함의 단열 및 소음 저감 소재로 우선 선택되는 PI폼이 급증하고 있다.
PMI 폼은 최고의 종합 성능을 갖춘 새로운 유형의 고분자 구조 폼 재료입니다. 이는 높은 비강도, 높은 비계수, 높은 폐쇄율 및 높은 내열성을 갖춘 고성능 복합 폼 코어 재료이며 경량, 고강도 및 고온/저온 저항성을 갖추고 있습니다. 또한, 가장 우수한 구조용 폼 코어 소재인 PMI 폼은 팬 블레이드, 헬리콥터 블레이드, 항공우주 및 기타 분야에서 널리 사용되고 있으며, PET 폼으로의 대체 추세가 명확하고 시장 공간이 넓습니다.
PI 폼은 내열성, 난연성-, 난연성, 유해 가스 발생이 없고 설치가 간편하며 단열 및 소음 감소 소재로 널리 사용됩니다. 현재 미 해군은 모든 수상함과 잠수함의 단열 및 흡음 단열재로 PI 폼을 사용해 왔으며 INSPEC에서 생산한 SOLIMIDE 폼은 해군 함정의 단열 및 흡음 단열 시스템을 개발하기 위해 15개국 이상에서 사용되었습니다. 또한 PI 폼은 고급 크루즈선, 쾌속정, 액화천연가스선 등 민간 선박에도 널리 사용됩니다.
PI 폼과 마찬가지로 PMI 폼의 적용 범위도 매우 넓습니다. PMI 폼의 일반적인 적용 분야는 다음과 같습니다.
(1) 구조용 폼 코어 재료: 고온 압축에 대한 저항성이 우수하므로 팬 블레이드, 항공, 항공우주, 선박, 스포츠 장비, 의료 장비 및 기타 분야의 코어 재료로 널리 사용됩니다.
(2) 광대역파-투명 재료: 유전율과 손실이 낮아 레이더, 안테나 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.
(3) 단열 및 방음 재료: 고속-기관차, 타이어, 오디오 등.
21세기 이후 중국의 폴리이미드 폼 연구에 참여하는 단위의 수가 크게 증가했으며 업계는 상당한 기술 혁신을 이루었습니다. 현재 폴리이미드 폼의 국내 주요 제조업체는 Qingdao Ouc, Shkdchem 및 Tschina, Zgzts 및 AMMT입니다. 그 중 CAS는 Ningbo Institute of Materials Tachnology & Engineering에서 폴리이미드 마이크로폼 입자 파일럿 장비를 구축했으며 Qingdao Ouc 및 Shkdchem 폴리이미드 제품은 군사 테스트를 통과했습니다.
5.폴리이미드c떠있는
코팅 제조에 폴리이미드를 사용하는 것은 초기 응용 분야 중 하나이며, 이러한 유형의 물질은 코팅의 에나멜 와이어에 대한 절연 코팅으로 주로 사용됩니다. 에나멜 와이어 절연 코팅은 주로 딥- 코팅된 원형 와이어, 플랫 와이어 및 기타 유형의 와이어 직경 순동선, 합금 와이어 및 유리 와이어 포장 와이어 외층이며, 에나멜 와이어의 외층을 개선하고 안정화합니다.
절연 코팅의 중요한 지표 중 하나는 내열 등급입니다.{0}}1954년 국제 전기 기술 협회 ICE{3}}85 모터 및 전기 절연 재료의 열 안정성 등급 표준 사용에 따르면 절연 재료는 7가지 내열 등급으로 구분됩니다.
절연 재료의 산업 기술 개발 요구 사항을 충족하려면 절연 시스템이 장기간 작업을 위해 더 높은 온도에서 180{1}}200도까지 견딜 수 있어야 한다는 것이 특징입니다.-그러나 상당한 중량 손실과 전기 강도 감소가 없으며 우수한 탄성, 습기, 오존, 아크 저항 및 기타 특성을 유지해야 합니다. 폴리이미드 재료는 F-등급 이상의 내열 등급- 절연 코팅을 준비하기 위해 이러한 용도의 요구 사항을 충족하는 데 매우 적합할 수 있습니다. 폴리이미드는 전자기 와이어의 절연 바니시로 사용되거나 고온 코팅으로 사용될 수 있습니다.