Überblick über Polyimid (PI)

●Definition: Polyimid (PI) bezeichnet eine Klasse hochmolekularer Polymere, die Imidgruppen in ihren Hauptketten enthalten. Die Hochleistungs-PI-Familie weist in ihren Grundgerüsten hauptsächlich aromatische und heterozyklische Struktureinheiten auf.

●Eigenschaften: PI besitzt die höchste Flammschutzklasse (UL-94), ausgezeichnete elektrische Isolierung, mechanische Festigkeit, chemische Stabilität, Alterungsbeständigkeit, Strahlungsbeständigkeit und geringen dielektrischen Verlust. Diese Eigenschaften bleiben über einen weiten Temperaturbereich (-269 °C bis 400 °C) stabil, was PI den Titel „einer der vielversprechendsten technischen Kunststoffe des 21. Jahrhunderts“ und den Spitznamen „der Problemlöser“ eingebracht hat.

Anwendungen von Polyimid 

●Aufgrund der hervorragenden Leistung und Verarbeitungseigenschaften von PI können daraus verschiedene Produkte für unterschiedliche Anwendungen hergestellt werden. Unter den Polymeren ist PI der einzige mit einem breiten Anwendungsspektrum und herausragender Leistung in jedem Bereich.

Wichtige Polyimidprodukte und ihre Anwendungen 

1. Polyimidfolie (PI-Folie)

   ●Einführung: PI-Folie war eines der ersten PI-Produkte, das kommerziell in Umlauf kam, und wird noch immer am häufigsten verwendet. Sie ist die leistungsstärkste Isolierfolie der Welt und wird in der Luft- und Raumfahrt, Mikroelektronik, Kernenergie, elektrischen Isolierung, LCD-Technologie und Membrantrennung eingesetzt.

   ●Spitzname: Aufgrund seines hohen Preises, der technischen Barrieren und der außergewöhnlichen Leistung wird PI-Folie auch als "Goldfolie bezeichnet."

   ●Marktaussichten: Der globale PI-Filmmarkt wurde im Jahr 2017 auf 15,2 Milliarden US-Dollar geschätzt und soll bis 2022 24,5 Milliarden US-Dollar erreichen.

2. Polyimidfaser (PI-Faser)

   ●Eigenschaften: PI-Fasern sind eine der temperaturbeständigsten synthetischen Fasern und können bei 250–350 °C eingesetzt werden. Sie sind Aramid- und Polyphenylensulfidfasern in puncto Lichtbeständigkeit, Wasseraufnahme und Hitzebeständigkeit überlegen. PI-Fasern sind doppelt so stark wie Aramidfasern.

   ●Anwendungen: Umfasst die Luft- und Raumfahrt (leichte Kabelummantelungen, hochtemperaturbeständige Spezialgeflechtkabel, großkalibrige Spannkabel für einsetzbare Satellitenantennen), den Umweltschutz (hochtemperaturbeständige industrielle Staubfiltermaterialien) und den Brandschutz (hochtemperaturbeständige, flammhemmende Spezialschutzkleidung).

3. PI/PMI-Schaum

   ●Einstufung: PI-Schaum hat Imidgruppen in der Hauptkette und funktioniert über 300 °C. PMI-Schaum hat Imidringe als Seitengruppen.

   ●Anwendungen: PI-Schaum wird zur Wärmedämmung und Geräuschreduzierung in Kriegsschiffen verwendet. PMI-Schaum mit hoher spezifischer Festigkeit, Modul, geschlossener Zelldichte und Hitzebeständigkeit ist ideal für Strukturschaumkerne in Windturbinenblättern, Hubschrauberblättern, in der Luft- und Raumfahrt und mehr.

4. PI-basierte Verbundwerkstoffe

   ●Eigenschaften: Verbundwerkstoffe auf PI-Harzbasis zeichnen sich durch hohe Hitzebeständigkeit, mechanische Eigenschaften, dielektrische Eigenschaften und Lösungsmittelbeständigkeit aus und sind damit die temperaturbeständigsten Verbundwerkstoffe auf Harzbasis.

   ●Anwendungen: Weit verbreitet in der Luft- und Raumfahrt, insbesondere bei Flugzeugtriebwerken, und anderen Bereichen.

5. Lichtempfindliches Polyimid (PSPI)

   ●Eigenschaften: PSPI kombiniert Imidringe und lichtempfindliche Gruppen und bietet hervorragende thermische Stabilität, mechanische Eigenschaften, Chemie und Lichtempfindlichkeit.

   ●Anwendungen: Wird in Fotolacken und elektronischen Verpackungen verwendet. PSPI-Fotolack vereinfacht die Verarbeitungsschritte im Vergleich zu herkömmlichen Fotolacken. Als fortschrittliches Harz für elektronische Verpackungen wird PSPI in Pufferbeschichtungen, Passivierungsschichten, Alphastrahlenabschirmungen, Zwischenschichtisolierungen und Chipverpackungen eingesetzt.

Abschluss 

● Herausforderungen und Chancen: Die PI-Industrie ist mit hohen technischen Hürden konfrontiert. Ausländische Länder verhängen strikte Embargos auf PI-Materialien, -Technologien und -Produkte aus den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Militär und High-End-Elektronik. Inländische Unternehmen holen auf, hinken aber noch hinter den internationalen Standards her. Durch kontinuierliche Forschung und Entwicklung besteht jedoch erhebliches Potenzial, dass inländische PI-Produkte internationale Standards erfüllen und übertreffen und so Selbstversorgung und technologische Unabhängigkeit in diesem wichtigen Bereich gewährleisten.