基本信息
中文名：聚醚酰亞胺
外文名：Polyetherimide
簡稱：PEI
分子結(jié)構(gòu)：PEI是由芳香環(huán)、醚鍵和酰亞胺環(huán)組成的半結(jié)晶性高分子聚合物。其分子結(jié)構(gòu)中包含醚鍵(-O-)和酰亞胺環(huán)(-CO-N-)，這些結(jié)構(gòu)使得PEI具有很高的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能。
加工溫度：370~400℃
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度：約為-200°C。
密度：1.28~1.42g/cm3
外觀：通常呈淡黃色至琥珀色透明或半透明顆粒狀。
PEI發(fā)展史
主要性能
物理性能
外觀與形態(tài)：PEI是一種透明琥珀色的無定形熱塑性塑料，無毒、無味。
尺寸穩(wěn)定性：PEI具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性，能夠在各種環(huán)境條件下保持穩(wěn)定的尺寸。
熱膨脹系數(shù)：PEI的熱膨脹系數(shù)小且均勻，有助于在溫度變化時保持制件的尺寸精度。
力學(xué)性能
強度和模量：PEI具有卓越的強度和模量，屈服拉伸強度高達(dá)15000磅/平方英寸，在190攝氏度時仍保持在6000磅/平方英寸。其彎曲模量也非常高，20%玻纖增強的PEI彎曲模量甚至可達(dá)1700000磅/平方英寸。
韌性：PEI的斷裂伸長率較高（60-80%），顯示出非凡的韌性，能為制件的勾扣結(jié)構(gòu)提供設(shè)計自由度。
耐蠕變性和耐疲勞性：PEI在遭受長期恒定低應(yīng)力負(fù)荷下，表觀模量變化可忽略不計，只是在高溫和應(yīng)力下才需要考慮其蠕變行為。同時，其耐疲勞性也很突出。
沖擊強度：盡管PEI具有缺口敏感性，但只要在制品設(shè)計時避免銳角減少應(yīng)力集中，就能保持最大的沖擊強度。某些特定型號的PEI樹脂如PEI AT*100，其缺口Izod沖擊可達(dá)15km/mз。
耐熱性能
長期使用溫度：PEI的長期使用溫度范圍在150°C到170°C之間，具體取決于產(chǎn)品規(guī)格和添加劑。
短期耐熱性能：PEI的短期耐熱性能更加卓越，可以承受高達(dá)180°C至200°C的溫度而不會損壞。其熱變形溫度可達(dá)220℃，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度（Tg）為217℃，HDT/Ae為190℃。
熱穩(wěn)定性：PEI在高溫下仍能保持高的強度、剛性和耐磨性，是制作高溫耐熱器件的理想材料。
燃燒性能
阻燃性：PEI具有優(yōu)異的天然阻燃性，不添加任何添加劑就有固有的阻燃性和低煙度，氧指數(shù)為47%，燃燒等級為UL94-V-0級。
化學(xué)穩(wěn)定性
耐化學(xué)品：PEI對多種化學(xué)物質(zhì)具有很好的耐腐蝕性，包括多數(shù)碳?xì)浠衔铩⒋碱惡退宣u化溶劑，也可耐無機(jī)酸和短期耐弱堿。
耐水解性：PEI的耐水解性優(yōu)良，在沸水中浸泡10000小時后拉伸強度保持85%以上。
電性能
電氣性能：PEI在寬廣的頻率和溫度范圍中有穩(wěn)定的介電常數(shù)和介電損耗及極高的介電強度，是電子電氣工業(yè)中優(yōu)選的材料。
耐輻射性能
抗紫外線、γ射線：PEI具有很好的抗紫外線、γ射線性能，在400兆拉德的鈷射線輻射下加工，拉伸強度保持94%。
加工性能
成型加工性：PEI能以大多數(shù)熱塑性塑料成型加工方法如注塑、擠出、吹塑等進(jìn)行加工，但迄今為止廣泛采用的是注射成型。PEI樹脂與大多數(shù)熱塑性塑料一樣，會吸收空氣中的水汽，因此加工前需要進(jìn)行預(yù)烘干。
生產(chǎn)方法
聚醚酰亞胺的主要生產(chǎn)方法包括溶液聚合法和熔融縮聚法。這兩種方法在聚醚酰亞胺的制造過程中扮演核心的技術(shù)角色，各有其特點和適用范圍。以下是對這兩種生產(chǎn)方法的詳細(xì)介紹：
成型加工
聚醚酰亞胺（PEI）是一種高性能的熱塑性工程塑料，具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐熱性和電絕緣性。其成型加工方法多樣且靈活，主要包括以下幾種方式：
加工的挑戰(zhàn)和解決方案
PEI 加工確實面臨諸多挑戰(zhàn)。盡管塑料的獨特性質(zhì)賦予了其某些優(yōu)勢，但這些特性也帶來了一些需要解決的考慮因素，以確保獲得最佳結(jié)果。
加工時需要考慮哪些因素？
加工 PEI 時需考慮多種因素，包括材料等級和變化、刀具條件和選擇、加工速度和進(jìn)給量、溫度管理、環(huán)境條件以及最終用途應(yīng)用。
材料等級和變化：PEI 有不同的等級，每種等級在加工過程中可能會產(chǎn)生不同的反應(yīng)。例如，玻璃填充或抗紫外線變體可能需要稍微調(diào)整加工參數(shù)。
工具條件和選擇：加工刀具的狀況直接影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。確保工具鋒利且無磨損或損壞可以減少碎裂或表面光潔度差等問題。
加工速度和進(jìn)給量：過于激進(jìn)或過于保守的參數(shù)都會導(dǎo)致問題。根據(jù)機(jī)器、刀具和 PEI 變體，在速度和進(jìn)給率方面找到適當(dāng)?shù)钠胶鈱τ诟咝Ш途_的加工至關(guān)重要。
溫度管理： 盡管 PEI 具有令人印象深刻的耐熱性，但溫度控制仍然是一個問題。雖然可能不需要強力冷卻，但定期休息和溫和的冷卻劑可以確保局部溫度保持在控制范圍內(nèi)。
環(huán)境條件：加工環(huán)境中的環(huán)境條件會影響該過程。環(huán)境濕度過高會影響 PEI 的性能，而環(huán)境溫度會影響機(jī)器的性能和組件的冷卻速率。
最終用途應(yīng)用：PEI 組件的預(yù)期用途將指導(dǎo)加工過程中的許多決策。用于航空航天的組件在精度和表面光潔度方面可能與用于消費電子產(chǎn)品的組件有不同的要求。
應(yīng)用領(lǐng)域
航天航空領(lǐng)域
應(yīng)用場景：飛機(jī)和火箭的零部件制造，如方向盤、空氣和燃料閥、內(nèi)部覆層部件、商業(yè)航空食品托盤容器和半結(jié)構(gòu)部件等。
作用：PEI因其優(yōu)異的耐高溫性能和尺寸穩(wěn)定性，能夠在極端的環(huán)境條件下保持穩(wěn)定的性能，確保航空航天設(shè)備的安全性和可靠性。
宇航員面窗
汽車領(lǐng)域
應(yīng)用場景：發(fā)動機(jī)部件、燃油噴射系統(tǒng)、高溫連接件、高功率車燈和指示燈、傳感器（如空調(diào)溫度傳感器和有效燃燒溫度傳感器）等。
作用：PEI的高耐熱性、高強度和耐磨性使其成為汽車關(guān)鍵部件的理想材料，有助于提高汽車的性能和耐用性。
汽車燃料傳感器
電子電器領(lǐng)域
應(yīng)用場景：電子元件、連接器、絕緣體、電路板、線圈、軟性電路、反射鏡、高精度光纖元件、光纖連接器、光收發(fā)模塊光學(xué)組件等。
作用：PEI的電氣性能優(yōu)異，介電常數(shù)和介電損耗穩(wěn)定，且絕緣性能優(yōu)良，是電子電器工業(yè)中不可或缺的材料。
連接器 反射鏡
醫(yī)療器械領(lǐng)域
應(yīng)用場景：醫(yī)療設(shè)備如旋塞閥、儀器托盤、滅菌托盤、移液器、牙科設(shè)備，以及醫(yī)療器械零部件如骨植入物、手術(shù)器械手柄、托盤、夾具、假肢、醫(yī)用燈反射鏡等。
作用：PEI的生物相容性和耐化學(xué)性使其成為醫(yī)療器械制造的理想選擇，能夠確保醫(yī)療器械的安全性和有效性。
醫(yī)療托盤 吻合器釘倉
光學(xué)領(lǐng)域
應(yīng)用場景：透明視窗、傳感器罩、光學(xué)器件等。
作用：PEI的透明度較好，能夠滿足光學(xué)器件對透明度的要求，且其耐高溫性和耐化學(xué)性也使其在光學(xué)領(lǐng)域得到應(yīng)用。
光收發(fā)模塊光學(xué)組件
家具用品領(lǐng)域
應(yīng)用場景：微波爐碗、炊具、烤箱器皿、食品托盤和蒸汽鍋等。
作用：PEI的高性能和設(shè)計靈活性使其成為各種家居用品的制造材料，能夠滿足人們對家居用品安全、耐用和美觀的需求。
吐司爐 密封裝置
其他領(lǐng)域
應(yīng)用領(lǐng)域：還包括化學(xué)實驗室設(shè)備和制藥工藝設(shè)備歧管、容器和附件，以及真空泵葉輪、蒸鎦器的磨口玻璃接頭等。
作用：PEI的耐熱、耐溶劑和阻燃性使其在這些領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用，確保設(shè)備的安全性和可靠性。
聚醚酰亞胺（PEI）的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在市場規(guī)模的持續(xù)增長和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。根據(jù)預(yù)測，到2029年全球PEI市場規(guī)模將達(dá)到63.47億元人民幣，復(fù)合年增長率為5.84%（市場前景）。此外，PEI在航空航天、汽車工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用也在不斷擴(kuò)展?？傮w來看，PEI市場前景廣闊，需求穩(wěn)步上升（應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展）。
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