Polyimidi

Polyimidien yleinen rakenne

Polyimidi on polymeeri, jonka rakenteessa toistuvat imidiryhmät. Niitä valmistetaan useimmiten aromaattisten happoanhydridien ja amiinien reaktiolla. Polyimideillä on useita käyttökohteita erityisesti korkean lämpötilan sovellutuksissa.

Rakenne ja ominaisuudet

Polyimidien rakenteessa imidiryhmä on yleensä heterosyklinen eli rengasrakenteinen. Polyimidien happoanhydridimonomeeri on useimmiten aromaattinen ja amiinimonomeeri on useimmiten aromaattinen, mutta voi olla alifaattinenkin. Ryhmän polymeereissä on usein lisäksi eetteriryhmiä. Esimerkki tästä on polyeetteri-imidi. Polyimidit voivat olla kertamuoveja tai termoplastisia polymeerejä. Luokan yhdisteille on tavanomaista korkeat sulamispisteet (noin 200–400 °C) ja lasisiirtymälämpötilat (myös noin 200–400 °C). Alifaattiset sivuketjut rakenteessa alentavat sulamispistettä ja lasisiirtymälämpötilaa. Polyimidit kestävät hyvin useiden kemikaalien vaikutuksia, mutta hydrolysoituvat emästen vaikutuksesta. Ne liukenevat parhaiten eräisiin poolisiin liuottimiin kuten N-metyylipyrrolidoniin. Polyimidin vetolujuus on suuri ja ne säilyttävät mekaaniset ominaisuutensa hyvin myös korkeissa lämpötiloissa. Ryhmän polymeerit kestävät hyvin myös kulutusta ja säteilyä.

Valmistus ja käyttö

Polyimidejä valmistetaan useimmiten aromaattisten karboksyylihappojen dianhydridien tai happokloridien ja diamiinien välisellä reaktiolla. Amiinin ja dianhydridin reaktiossa muodostuu ensin välivaiheena polyamidihappo. Polyamidihapon karboksyylihapporyhmät reagoivat kuumennettaessa muodostaen imidiryhmiä. Hapot voivat katalysoida reaktiota.

Polyimidejä käytetään muun muassa kappaletuotteina, kalvoina ja kuituina. Käyttökohteita on muun muassa auto-, lentokone- ja avaruusteollisuudessa osien valmistuksessa, sähkötekniikassa eristeenä, joustavan elektroniikan valmistuksessa, suodattimissa ja liimojen ja teippien valmistuksessa.

Lähteet

  1. 1 2 3 Jukka Seppälä: Polymeeriteknologian perusteet, s. 236–238. (6. painos) Otatieto, 2005. ISBN 978-951-672-348-1
  2. 1 2 3 Fabio Garbassi & Riccardo Po: "Engineering Thermoplastics", teoksessa Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2001.
  3. 1 2 3 Patrick E. Cassidy, Tejraj M. Aminabhavi & V. Sreenivasulu Reddy: "Heat-Resistant Polymers", teoksessa Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2000.
  4. 1 2 3 Robert G. Bryant: "Polyimides", teoksessa Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2014.
  5. 1 2 Tony Whelan: Polymer Technology Dictionary, s. 328. Chapman & Hall, 1994. ISBN 0-412-58180-9 Teoksen verkkoversio. (englanniksi)
  6. 1 2 3 Marianne Gilbert: Brydson's Plastics Materials, s. 565–569. Butterworth-Heinemann, 2017. ISBN 978-0-323-35824-8 (englanniksi)