Hochleistungs-Konstruktionskunststoff Polyimid, wird aufgrund seiner hervorragenden thermischen Stabilität, mechanischen Festigkeit und elektrischen Eigenschaften in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Mit dem technologischen Fortschritt erweitern sich die Anwendungsaussichten von Polyimid, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, der Elektronik und der chemischen Industrie, wo es einzigartige Vorteile bietet.
1.Thermische Stabilität
Polyimid (PI) weist eine außergewöhnliche thermische Stabilität auf, wobei die Zersetzungstemperaturen typischerweise zwischen 500 °C und 600 °C liegen. Im Vergleich zu vielen anderen Polymermaterialien behält Polyimid auch bei hohen Temperaturen eine ausgezeichnete strukturelle Stabilität, ohne zu schmelzen oder sich zu zersetzen. Dies macht es ideal für Hochtemperaturanwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie, wo es langfristigen thermischen Schutz bietet und Leistungseinbußen bei extremen Temperaturen verhindert. Darüber hinaus weist Polyimid eine gute thermische Zyklenstabilität auf und behält seine physikalischen und mechanischen Eigenschaften auch bei wiederholten Heiz- und Kühlzyklen.
2.Mechanische Eigenschaften
Polyimid verfügt über hervorragende mechanische Eigenschaften. Die Zugfestigkeit liegt typischerweise über 100 MPa und ist daher sehr zugfest und zäh. Bei Anwendungen, die hohe mechanische Festigkeit und Verschleißfestigkeit erfordern, hält Polyimid äußeren Druck- und Zugkräften effektiv stand. Darüber hinaus verfügt es über eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit und Dauerfestigkeit und behält seine hohe Festigkeit auch bei längerem Gebrauch. Dadurch eignet es sich besonders für schnell rotierende mechanische Komponenten, Teile für die Luft- und Raumfahrt sowie kritische Motorkomponenten in der Automobilindustrie.
3.Dielektrische Eigenschaften
Polyimid verfügt außerdem über außergewöhnliche elektrische Eigenschaften, insbesondere eine Dielektrizitätskonstante, die typischerweise bei etwa 3,4 liegt und damit deutlich niedriger ist als bei herkömmlichen Kunststoffen. Dies trägt zur Reduzierung elektromagnetischer Störungen bei. Die Durchschlagsfestigkeit liegt zwischen 150 und 300 kV/mm, was bedeutet PI-Polyimid-Kunststoff kann unter Hochspannungsbedingungen stabil und ohne elektrischen Durchschlag betrieben werden. Aufgrund dieser hervorragenden elektrischen Eigenschaften wird Polyimid in der Elektronikindustrie häufig für flexible Leiterplatten, elektronische Verpackungsmaterialien und Motorisolationsmaterialien verwendet, um die langfristige Stabilität und Sicherheit dieser hochpräzisen Geräte zu gewährleisten.
4.Kältebeständigkeit
Polyimid ist nicht nur in Hochtemperaturumgebungen stabil, sondern weist auch eine ausgezeichnete Kältebeständigkeit auf. Bestimmte speziell entwickelte Polyimidmaterialien behalten in flüssigem Stickstoff bei -269 °C ihre gute Zähigkeit und strukturelle Integrität, ohne spröde zu werden. Daher wird Polyimid häufig in der Weltraumforschung, der Polarforschung und in Tieftemperaturkühlgeräten eingesetzt. Polyimid bietet hervorragende Leistung in externen Schutzmaterialien für Raumfahrzeuge, Weltraumforschungsgeräten und Tieftemperatursensoren.
5.Chemische Stabilität
Die chemische Stabilität von Polyimid ist ein weiterer wesentlicher Vorteil. Es weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Säuren, Basen, Lösungsmittel und andere Chemikalien auf und behält seine Struktur auch in extremen chemischen Umgebungen. Einige Polyimide sind in organischen Lösungsmitteln nahezu unlöslich und weisen eine hervorragende Hydrolysebeständigkeit auf. Aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit wird Polyimid häufig in der chemischen Industrie und in elektronischen Geräten eingesetzt, insbesondere in Anwendungen wie der Auskleidung chemischer Reaktoren, korrosionsbeständigen Rohren, Membranen und Verpackungsmaterialien.
6.Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient
Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Standardpolyimid liegt zwischen 40 und 50 ppm/°C, während biphenylbasiertes Polyimid einen noch niedrigeren Koeffizienten aufweist. Dies bedeutet, dass Polyimid bei Temperaturschwankungen relativ geringe Dimensionsänderungen erfährt und eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität bietet. Diese Eigenschaft führt dazu, dass Polyimid häufig in hochpräzisen elektronischen Geräten und optischen Komponenten eingesetzt wird. Beispielsweise kann Polyimid Leistungsverluste durch Wärmeausdehnung bei der Herstellung von Präzisionssensoren, Lasern, optischen Kommunikationsgeräten und elektronischen Komponenten wirksam verhindern und so einen langfristig stabilen Betrieb dieser Geräte gewährleisten.
7.Strahlungsresistenz
Polyimid-Materialien verfügen über eine ausgezeichnete Strahlungsbeständigkeit. Selbst bei hoher Strahlung bleiben seine physikalischen Eigenschaften und seine Festigkeit über 90% erhalten. Daher wird Polyimid häufig in der Kernenergie-, Luft- und Raumfahrt- und Hochenergiephysikforschung eingesetzt. Beispielsweise sind Raumfahrzeuge über längere Zeiträume kosmischer Strahlung ausgesetzt, und Polyimid gewährleistet die strukturelle Integrität des Raumfahrzeugs und die langfristige Stabilität der Ausrüstung in solch rauen Strahlungsumgebungen.
8.Selbstverlöschende Eigenschaft
Polyimid ist ein selbstverlöschendes Polymermaterial, das bei Kontakt mit offenen Flammen automatisch erlischt und eine geringe Rauchentwicklung aufweist. Diese Eigenschaft macht Polyimid in brandgefährdeten Umgebungen äußerst sicher und wird häufig in elektrischen Geräten, Baumaterialien und der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Beispielsweise wird Polyimid häufig für Kabel und elektronische Geräte in Flugzeugkabinen verwendet, da es nicht nur die Brandausbreitung wirksam verhindert, sondern auch die schädliche Rauchentwicklung bei Bränden reduziert und so die Sicherheit des Personals gewährleistet.
9.Ungiftigkeit
Polyimid ist ein ungiftiges Material, das bei Gebrauch keine schädlichen Substanzen freisetzt. Es ist für den Einsatz in Materialien mit Lebensmittelkontakt zertifiziert und wird für Kunststoffgeschirr, Tabletts und medizinische Geräte verwendet. Auch im medizinischen Bereich wird Polyimid zunehmend eingesetzt, insbesondere bei biomedizinischen Geräten wie künstlichen Organen und Medikamentenverabreichungssystemen, wo es aufgrund seiner Ungiftigkeit ein ideales Material ist. Darüber hinaus wird Polyimid in Hochleistungsschutzausrüstungen und Materialien eingesetzt, die mit dem menschlichen Körper in Kontakt kommen, um die Sicherheit während der Anwendung zu gewährleisten.
Die außergewöhnlichen Eigenschaften von Polyimid machen es zur idealen Wahl für viele fortschrittliche technologische Anwendungen. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung zukünftiger Technologien wird Polyimid auch weiterhin branchenübergreifend stabile und effiziente Lösungen bieten und technologische Innovation und Entwicklung vorantreiben.