Polyimidy

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 8. června 2021; ověření vyžaduje 1 úpravu .

Polyimidy (někdy zkráceně PI) jsou třídou polymerů obsahujících imidové cykly v hlavním řetězci [1] , obvykle fúzované s aromatickými nebo jinými cykly. Největší uplatnění našly tepelně odolné aromatické polyimidy, deriváty tetrakarboxylových kyselin s pětičlennými imidovými kruhy v hlavním řetězci.

Klasifikace

Podle složení jejich hlavního řetězce mohou být polyimidy:

Aromatické: R' a R" jsou dva uhlíky aromatického kruhu. Jedná se o nejběžněji používané polyimidy kvůli jejich tepelné stabilitě .

V závislosti na typu interakce mezi hlavními řetězci:

Syntéza

Polyimidy se obvykle získávají polykondenzací dianhydridů tetrakarboxylových kyselin - pyromellitové ( benzen -1,2,4,5-tetrakarboxylové), 3,3',4,4'-tetrakarboxydifenylu atd.) s diaminy , v případě syntézy ze žáruvzdorných polyimidů se obvykle používají aromatické diaminy (4,4'-diaminodifenyloxid, m- fenylendiamin atd.). V případě tavitelných polyamidů lze polykondenzaci provádět v tavenině v jednom stupni, avšak v případě tepelně odolných a nerozpustných polyimidů se používá dvoustupňový proces. První stupeň polykondenzace se provádí v roztoku, přičemž interakcí dianhydridu (například dianhydrid kyseliny pyromellitové A ) s diaminem se syntetizuje kyselina polyamová B , alifatické amidy ( dimethylformamid , N,N'-dimethylacetamid, N-methylpyrrolidon) popř. dimethylsulfoxid se obvykle používají jako rozpouštědla . Polyamová kyselina získaná v prvním stupni se dále cyklizuje na polyimid C :

Cyklizace amidokyseliny na polyimid (imidizace) může být provedena jak tepelně, tak chemicky.

Během tepelné imidizace se filmy, vlákna nebo prášek vytvořený z kyseliny polyamové zahřejí ve vakuu nebo v inertní atmosféře na 300–350 °C, přičemž se odštěpí voda a cyklus imidů se uzavře; stupeň polymerace při tomto procesu obvykle klesá.

Při chemické imidizaci se na roztok polyamové kyseliny působí směsí anhydridu karboxylové kyseliny (nejčastěji acetanhydridu) a terciárního aminu (triethylamin, pyridin apod.), proces probíhá při relativně nízkých teplotách (20-100°C ) a se zachováním stupně polymerace původní kyseliny polyamové .

Polyimidy jsou také syntetizovány interakcí anhydridů tetrakarboxylových kyselin s diisokyanáty, reakce probíhá za uvolňování oxidu uhličitého :

Vlastnosti

Termosetové polyimidy jsou známé pro tepelnou stabilitu, dobrou chemickou odolnost, vynikající mechanické vlastnosti, oranžovo-žlutou barvu. Polyimidy jsou vyztuženy uhlíkem nebo skelným vláknem pro získání kompozitních materiálů. Termosetové polyimidy vykazují vysokou pevnost v tahu. Tyto vlastnosti jsou zachovány až do teploty 232 °C. Na většinu polyimidů nemají vliv běžně používaná rozpouštědla a oleje  — včetně uhlovodíků , esterů , etherů , alkoholů a freonů . Jsou také odolné vůči slabým kyselinám, ale nedoporučují se pro použití v prostředích obsahujících zásady a anorganické kyseliny , stejně jako horkou vodu a páru .

Aplikace

Poznámky

  1. ↑ Maréchal, E.; ES Wilks. Generic source-based nomenclature for polymers (IUPAC Recommendations 2001) (anglicky)  // Pure and Applied Chemistry  : journal. - 2001. - Sv. 73 , č. 9 . - S. 1511-1519 . — ISSN 1365-3075 0033-4545, 1365-3075 . doi : 10.1351 / pac200173091511 .  
  2. ↑ Y. Tamenori, J. Synchrotron Rad. (2010), 17, 243-249

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie