13 Полиимиды

П ОЛИИМИДЫ, полимеры, содержащие в основной или боковой цепи макромолекулы имидные циклы, как правило, конденсированные с бензольными ядрами или др. циклами.

Синтез. Линейные полиимиды получают обычно полицикло-конденсацией диангидридов тетракарбоновых к-т и ароматич. диаминов в р-ре или расплаве в одну и две стадии (см. Полициклизация). Неплавкие и нерастворимые полиимиды производят двустадийным методом. Вначале синтезируют поли-амидокислоту (II):

В качестве р-рителей диаминов обычно используют ДМФА, N,N'-диметилацетамид, N-метилпирролидрн, ДМ СО.

Полиимиды получают также взаимодействии диангидридов тетракарбоновых к-т и диизоцианатов по схеме:

Свойства.Различают полиимиды с алифатическими звеньями в основной цепи макромолекулы и чисто ароматические. Первые - твердые легко кристаллизующиеся в-ва белого или желтого цвета. Полипиромеллитимиды на основе алифатич. диаминов, содержащих менее 7 атомов С в молекуле, имеют высокие т-ры плавления, лежащие выше т-р их начала разложения (выше 3500C); не раств. в известных орг. р-рителях. Полипиромеллитимиды на основе алифатич. диаминов, содержащих в цепи более 7 атомов С или имеющих разветвленную углеводородную цепь (не менее 7 атомов С), а также полиимиды др. ароматич. тетракарбоновых к-т и разл. алифатич. диаминов размягчаются при т-рах 3000C; такие полиимиды хорошо перерабатываются прессованием, литьем под давлением или экструзией; т. стекл. 100-2000C. В аморфном состоянии они хорошо раств. в м-крезоле, сим-тетрахлор-этане, хлороформе, не раств. в ДМФА, ацетоне, бензоле. Из р-ров и расплавов этих полиимидов можно формовать эластичные весьма прочные пленки. Ароматические полиимиды-твердые трудно горючие в-ва аморфной, мезоморфной или кристаллич. структуры; цвет зависит от способа их получения и хим. строения исходных B-B. Ароматические полиимиды отличаются высокой теплостойкостью; Теплостойкость других полиимидов хорошо регулируется варьированием природы мономеров и составляет обычно 300-4300C.

Под действием щелочей и перегретого пара ароматические полиимиды гидролизуются. Полиимиды подвергаются аминолизу; на этом основано травление полиимидов гидразингидратом. Ароматические полиимиды отличаются высокой радиац. стой-.костью.

Сетчатые полиимиды.

П олучение. Для синтеза сетчатых полиимидов используют мономеры с числом функц. групп в молекуле больше двух, а также реакционноспособные олигомеры, содержащие имидные циклы. Функц. группы в них-концевые этинильные, нитрильные, изоцианатные, акриламидные или др., а также кетонные, дифениленовые или др. в основной цепи. При этом протекают две реакции по активир. двойной связи бис-малеинимида - нуклеофильное присоединение второго компонента и полимеризация

Свойства. Сетчатые полиимиды-твердые в-ва, не размягчающиеся до начала термического разложения на воздухе (до 4000C); не растворяются и не набухают в орг. растворителях. По ряду св-в (мех. и электрич.) аналогичны линейным ароматическим полиимидам. Верхняя температура их длит. эксплуатации (250-275 ⁰C) на ~ 50 ⁰C ниже, чем у ароматических полиимидов.

Применение полиимидов. На базе полиимидов изготавливают лаки и пленки электроизоляционного назначения (пазовая изоляция, изоляция проводов и кабелей, ленточные провода и кабели и т. п.). Они используются и в качестве связующих в производстве стеклопластиков и высокомодульных композиционных материалов. На основе полиимидов выпускаются пресс-материалы — мелкодисперсные порошки, которые могут содержать до 60-80 % наполнителей (графит, дисульфид молибдена, оксиды металлов и др.). Пресс-материалы обладают высокими механическими характеристиками, включая ударную вязкость, высоким сопротивлением ползучести, прекрасными диэлектрическими свойствами, низким водопоглощением и малой усадкой. Применяются для изготовления изделий конструкционного, электроизоляционного и антифрикционного назначения, способных длительно работать при повышенных и низких температурах (лопатки турбин, обтекателей самолетов, электронных печатных схем и т.п.)