Термостойкие композиционные материалы на основе полипиромеллитимида
Полипиромеллитимиды (ППМИ) относятся к классу реактопластов, имеющих предельно насыщенную имидными циклами структуру, что обеспечивает им высочайшие температурные характеристики: изделия из ППМИ  способны к продолжительной эксплуатации до 260 °С, и могут выдерживать кратковременный разогрев до 482 °С [1]. Схожими показателями обладают немногие полимеры, такие как полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) и политетрафторэтилен (ПТФЭ). Однако ППМИ значительно превосходит ПЭЭК и ПТФЭ по такому важному эксплуатационному показателю как температура тепловой деформации, а также имеет значительно меньший коэффициент теплового расширения. Это позволяет использовать ППМИ в областях, где к изделиям предъявляются высокие требования к точности изготовления и размерной стабильности (например, втулки, подшипники, муфты и другие элементы скольжения). Кроме того, важной особенностью ППМИ является его негорючесть и стойкость к воздействию радиации, что позволяет применять ППМИ в изделиях, где предъявляются высокие требования к огнестойкости (панели приборов и облицовки кабин летательных аппаратов) и радиационной стойкости (атомные реакторы и другое оборудование, работающее в условиях воздействия повышенных уровней радиации).

Несмотря на вышеперечисленные достоинства, блочные изделия из ППМИ применяют относительно редко вследствие их высокой стоимости, составляющей порядка 30 тыс.р. за 1 кг. В отличие от многих термо- и реактопластов ППМИ характеризуется высокой трудоёмкостью переработки полностью имимдизированного в блочные изделия, что обусловлено следующими факторами: инертной природой порошка [2]; очень высокой вязкостью расплава (108 Пa•с при 400 °C); прохождением процессов структуризации [3] – всё это препятствует эффективному спеканию порошка. Поэтому для получения блочных ППМИ обычно приходится выделять полиамидокислоту из раствора в виде тонких плёнок, порошков, покрытий на стеклоленте, производить частичную имидизацию этих полупродуктов химически или термически, а затем уже перерабатывать их в блочные изделия прессованием, спеканием и другими способами. Частично имидизированный порошок ППМИ имеет повышенную активность/cпособность к рязмягчению, однако возникает другая проблема: имидизационная вода, выделяющаяся в спрессованной массе полимера в ходе термопрессования, активизирует термодеструкционные процессы и оказывает негативное влияние на свойства изделия. Следовательно, разработка эффективных методов получения качественных блочных изделий из полностью имидизированного ППМИ представляет важную задачу.

Промышленно блочные изделия из ППМИ производят небольшое число компаний, среди которых наиболее известной является Дюпон, выпускающая детали конструкционного и триботехнического назначения под торговой маркой Веспел серии СП. В России блочные изделия изготавливаются на основе полиимида марки ПИ-ПР-20, представляющего собой модифицированный линейный ароматический полиимид с улучшенной текучестью расплава, что обеспечивает хорошую монотилизацию и высокое качество изделий, но по сравнению с изделиями из Веспел они имеют меньшие показатели по тепловой деформации. Для нас особый интерес представляют отходы производства ППМИ плёнок как источник дешёвого сырья для получения пресс-порошков с высокой степенью имидизации и блочных изделий из них, аналогичных серии Веспел СП. Таким образом, основной задачей научного направления является получение ППМИ порошка с высокой степенью имидизации с последующей модификацией с целью повышения эффективности процессов спекания и, следовательно, получения качественных изделий.

[1] J.A. Brydson, Plastic materials handbook, seventh ed., Butterworth, Heinemann, 1999, pp. 516-521.


[2] D.M. Bigg, A study of the effect of pressure, time, and temperature on high-pressure powder molding, Polymer Engineering & Science. 17 (1977) 691-699.


[3] N.A. Adrova, M.I. Bessonov, L.A. Laius, Polyimides - a new class of heat-resistant polymers, Israel Program for Scientific Translations in Jerusalem, 1969.


Отраслевые решения

ПЕРЕРАБОТКА И УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ

Наши контакты

Научный коллектив


Назад в раздел




Яндекс.Метрика