聚醚酰亚胺（PEI）的基本性能与应用

基本信息

主要性能

• 外观与形态：PEI是一种透明琥珀色的无定形热塑性塑料，无毒、无味。

• 尺寸稳定性：PEI具有优异的尺寸稳定性，能够在各种环境条件下保持稳定的尺寸。

• 热膨胀系数：PEI的热膨胀系数小且均匀，有助于在温度变化时保持制件的尺寸精度。

• 强度和模量：PEI具有卓越的强度和模量，屈服拉伸强度高达15000磅/平方英寸，在190摄氏度时仍保持在6000磅/平方英寸。其弯曲模量也非常高，20%玻纤增强的PEI弯曲模量甚至可达1700000磅/平方英寸。

• 韧性：PEI的断裂伸长率较高（60-80%），显示出非凡的韧性，能为制件的勾扣结构提供设计自由度。

• 耐蠕变性和耐疲劳性：PEI在遭受长期恒定低应力负荷下，表观模量变化可忽略不计，只是在高温和应力下才需要考虑其蠕变行为。同时，其耐疲劳性也很突出。

• 冲击强度：尽管PEI具有缺口敏感性，但只要在制品设计时避免锐角减少应力集中，就能保持最大的冲击强度。某些特定型号的PEI树脂如PEI AT*100，其缺口Izod冲击可达15km/m^з。

• 长期使用温度：PEI的长期使用温度范围在150°C到170°C之间，具体取决于产品规格和添加剂。

• 短期耐热性能：PEI的短期耐热性能更加卓越，可以承受高达180°C至200°C的温度而不会损坏。其热变形温度可达220℃，玻璃态转变温度（Tg）为217℃，HDT/Ae为190℃。

• 热稳定性：PEI在高温下仍能保持高的强度、刚性和耐磨性，是制作高温耐热器件的理想材料。

• 阻燃性：PEI具有优异的天然阻燃性，不添加任何添加剂就有固有的阻燃性和低烟度，氧指数为47%，燃烧等级为UL94-V-0级。

• 耐化学品：PEI对多种化学物质具有很好的耐腐蚀性，包括多数碳氢化合物、醇类和所有卤化溶剂，也可耐无机酸和短期耐弱碱。

• 耐水解性：PEI的耐水解性优良，在沸水中浸泡10000小时后拉伸强度保持85%以上。

• 电气性能：PEI在宽广的频率和温度范围中有稳定的介电常数和介电损耗及极高的介电强度，是电子电气工业中优选的材料。

• 抗紫外线、γ射线：PEI具有很好的抗紫外线、γ射线性能，在400兆拉德的钴射线辐射下加工，拉伸强度保持94%。

• 成型加工性：PEI能以大多数热塑性塑料成型加工方法如注塑、挤出、吹塑等进行加工，但迄今为止广泛采用的是注射成型。PEI树脂与大多数热塑性塑料一样，会吸收空气中的水汽，因此加工前需要进行预烘干。

生产方法

聚醚酰亚胺的主要生产方法包括溶液聚合法和熔融缩聚法。这两种方法在聚醚酰亚胺的制造过程中扮演核心的技术角色，各有其特点和适用范围。以下是对这两种生产方法的详细介绍：

成型加工

聚醚酰亚胺（PEI）是一种高性能的热塑性工程塑料，具有优异的机械性能、耐热性和电绝缘性。其成型加工方法多样且灵活，主要包括以下几种方式：

加工的挑战和解决方案

PEI 加工确实面临诸多挑战。尽管塑料的独特性质赋予了其某些优势，但这些特性也带来了一些需要解决的考虑因素，以确保获得最佳结果。

应用领域

• 应用场景：飞机和火箭的零部件制造，如方向盘、空气和燃料阀、内部覆层部件、商业航空食品托盘容器和半结构部件等。

• 作用：PEI因其优异的耐高温性能和尺寸稳定性，能够在极端的环境条件下保持稳定的性能，确保航空航天设备的安全性和可靠性。

• 应用场景：发动机部件、燃油喷射系统、高温连接件、高功率车灯和指示灯、传感器（如空调温度传感器和有效燃烧温度传感器）等。

• 作用：PEI的高耐热性、高强度和耐磨性使其成为汽车关键部件的理想材料，有助于提高汽车的性能和耐用性。

• 应用场景：电子元件、连接器、绝缘体、电路板、线圈、软性电路、反射镜、高精度光纤元件、光纤连接器、光收发模块光学组件等。

• 作用：PEI的电气性能优异，介电常数和介电损耗稳定，且绝缘性能优良，是电子电器工业中不可或缺的材料。

• 应用场景：医疗设备如旋塞阀、仪器托盘、灭菌托盘、移液器、牙科设备，以及医疗器械零部件如骨植入物、手术器械手柄、托盘、夹具、假肢、医用灯反射镜等。

• 作用：PEI的生物相容性和耐化学性使其成为医疗器械制造的理想选择，能够确保医疗器械的安全性和有效性。

• 应用场景：透明视窗、传感器罩、光学器件等。

• 作用：PEI的透明度较好，能够满足光学器件对透明度的要求，且其耐高温性和耐化学性也使其在光学领域得到应用。

• 应用场景：微波炉碗、炊具、烤箱器皿、食品托盘和蒸汽锅等。

• 作用：PEI的高性能和设计灵活性使其成为各种家居用品的制造材料，能够满足人们对家居用品安全、耐用和美观的需求。

• 应用领域：还包括化学实验室设备和制药工艺设备歧管、容器和附件，以及真空泵叶轮、蒸镏器的磨口玻璃接头等。

• 作用：PEI的耐热、耐溶剂和阻燃性使其在这些领域中发挥重要作用，确保设备的安全性和可靠性。