PEI相對于其他芳族聚酰亞胺而言，是一種成本較低，產(chǎn)量較大的熱塑性聚酰亞胺，從綜合性能和性能／價格比方面考察，聚醚酰亞胺是芳族聚酰亞胺改性研究中最成功的一類產(chǎn)品。今天我們就從制備方法、發(fā)展史、性能特點以及應用來了解一下PEI這款材料。

一、PEI的簡介

聚醚酰亞胺是一種透明琥珀色的無定形熱塑性特種工程塑料，英文名：Polyetherimide，簡稱PEI。其分子結構如下：

圖 PEI分子結構式

1、PEI的制備

PEI是由4，4’-二氨基二苯醚或間（或?qū)Γ┍蕉放c2，2’-雙[4-（3，4-二羧基苯氧基）苯基]丙烷二酐在二甲基乙酰胺溶劑中經(jīng)加熱縮聚、成粉、亞胺化而制得，是一種高性能的無定形聚合物。

圖 PEI聚合反應方程式

PEI聚合方法有：溶液聚合法、熔融縮聚法等，其中溶液聚合法為目前工業(yè)化生產(chǎn)方法，而擠出機連續(xù)擠出聚合方法已由上海市合成樹脂研究所在小型裝置上開發(fā)成功，并推向工業(yè)生產(chǎn)。

圖 PEI反應擠出工藝流程

2、PEI的發(fā)展史

• 1972年——美國GE公司最早研制成功；
• 1982年——美國GE公司實現(xiàn)PEI工業(yè)化生產(chǎn)，商品名：ULTEM?；
• 20世紀80年代初——上海市合成樹脂研究所對聚醚酰亞胺研究開發(fā)，產(chǎn)品牌號：YS-30；
• 2007年——SABIC完成對GE塑料部門的收購，生產(chǎn)ULTEM? PEI樹脂；
• 2018年——SABIC在新加坡新建PEI產(chǎn)品線，產(chǎn)能增加50%；
• 2021年4月，優(yōu)巨新材年產(chǎn)2萬噸PEI生產(chǎn)線開工建設，預計2022年8月投產(chǎn)，商品名：PARYLS?PEI。

目前，市面上的PEI樹脂由SABIC生產(chǎn)，具體產(chǎn)能未知，而國產(chǎn)PEI樹脂尚未見銷售。

3、PEI的性能

PEI分子結構既含有芳香胺官能團，又含有醚結構，芳環(huán)和酰亞胺環(huán)賦予它剛硬的抗蠕變特性和高溫穩(wěn)定性能，而醚鍵則使其具有熱塑性成型所要求的柔順性能。每種材料都有自己的優(yōu)點和缺點。

1）PEI的優(yōu)點：

• 熱穩(wěn)定性好，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度為217℃，長期使用溫度可達170℃；
• 極佳的尺寸穩(wěn)定性，在很寬的溫度范圍內(nèi)線性熱膨脹系數(shù)低且穩(wěn)定，因此環(huán)境溫度對尺寸影響甚微，在較高溫度和有負荷的情況下使用不變形，蠕變敏感度低；
• 卓越的機械強度和模量；
• 突出的電氣性能，在較寬的溫度(-40℃~150℃)和頻率范圍內(nèi)仍能保持基本恒定，具有穩(wěn)定的介電常數(shù)和介電損耗；
• 優(yōu)異的紅外透光性和較高的折射率；
• 天然阻燃且發(fā)煙量很低；
• 優(yōu)異的抗輻射性能和耐化學藥品性；
• 獨特的電鍍能力；
• 良好的成型加工性能，低熔融粘度和較高的流動性，能以傳統(tǒng)的熱塑性塑料熔融加工工藝和設備成型。

2）PEI的缺點：

• 含有BPA（雙酚A），限制其在嬰幼兒相關產(chǎn)品的應用；
• 缺口沖擊敏感；
• 耐堿的能力一般，尤其是在加熱的條件下。

通過改性，如加入玻璃纖維、碳纖維或其它助劑填料，還可進一步提升PEI的性能。

二、PEI的應用

PEI性能優(yōu)異，在通信、汽車 、航天航空和醫(yī)療等行業(yè)中有著廣闊的市場。

1、通信領域

PEI材料用作光通信用光纖連接器，光收發(fā)模塊光學組件，射頻連接器絕緣子，基站腔體濾波器塑料腔體、濾波器調(diào)諧螺桿，天線內(nèi)部固定螺絲，環(huán)形移相器支架等，此外，發(fā)泡PEI材料在毫米波天線罩中也具有優(yōu)勢。

圖 PEI用于通信，圖源網(wǎng)絡

2、航天航空

PEI可用于航空航天，如空氣閥和燃料閥、食品托盤容器、方向盤、內(nèi)部覆件和各種結構部件等；PEI單向帶可用座椅框架和行李箱等。

3、汽車

PEI可用于汽車的控制閥、油泵、車燈、激光雷達、擋泥板等部件，PEI薄膜可用作電容器的高溫介質(zhì)薄膜。

圖 PEI用于汽車部件，圖源網(wǎng)絡

4、醫(yī)療領域

PEI可用于醫(yī)療設備中。如呼吸機、麻醉機、消毒托盤、手術導板、移液管和實驗室動物籠等。

圖 PEI用于實驗室動物籠，圖源網(wǎng)絡

此外，PEI在家電、微波爐用餐盤、眼鏡框上也有所應用。由此可見，PEI的確是一款功能強大、用途廣泛的材料，而這種尖端材料技術在我國仍有待發(fā)展，追趕國際先進水平仍有很長的路要走，讓我們拭目以待。

特別聲明：本站所轉(zhuǎn)載其他網(wǎng)站內(nèi)容，出于傳遞更多信息而非盈利之目的，同時并不代表贊成其觀點或證實其描述，內(nèi)容僅供參考。版權歸原作者所有，若有侵權，請聯(lián)系我們刪除。