聚酰亚胺(PI)胶黏剂是开发*早、应用*广、综合性能**的耐高温胶黏剂。聚酰亚胺于1908年首次合成,但直至20世纪60年代初,在寻找高温材料的研究中才发现,将聚酰亚胺薄膜与铝合金放在一起加热,即使铝合金熔化时,聚酰亚胺薄膜仍有一定的强度,这种极其优良的热氧化稳定性和力学性能,引起了人们的极大兴趣。经过对加工性能和合成方法的研究,热塑性聚酰亚胺和加成型聚酰亚胺相继出现,并实现了工业化、商品化。随着各国发展航天事业,聚酰亚胺获得了神速的发展,主要是因为它具有优良的综合性能,可在330℃以下长期使用,短时间能耐受555℃高温。能在一200~260℃保持优良的力学性能、电绝缘性和耐热性,还具有耐磨性、耐辐射性、耐溶剂性、尺寸稳定性、阻燃性和极低的线膨胀系数。近年来该类胶黏剂的研究方向是改善工艺性能同时又保持耐热性能,如采用乙炔基封端的聚酰亚胺与高分子量的PI共混,使其具有较低的熔融黏度和较高的粘接强度。
聚酰亚胺根据分子结构不同可以分为芳香族聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、马来酰亚胺等。芳香族聚酰亚胺的生产方法有两步法、二异氰酸酯制备法、硅烷基化的二胺合成法、通过硝基取代反应的合成法、在高沸点溶剂中一步合成或有硫酐替代酸酐一步合成。两步法是目前用得*多的一种方法。反应分两步进行,首先由芳香二胺和二酸酐开环加成生成聚酰胺酸,随后使其脱水环化成为聚酰亚胺。
反应中使用的溶剂通常是N,N_二甲基甲酰胺(DMF)、N,N,_二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NⅧ)等酰胺溶剂,但也有采用甲酚、氯酚等酚类溶剂及二乙二醇二甲基醚等醚类溶剂。
在聚酰胺酸合成中,只有当反应温度较低(10~20℃),反应物浓度较高(20%~25%),原料纯度高(≥99.5%),反应体系含水量少(≤0.05%),反应物的摩尔比控制精度高时,才可以得到高分子量的贮存稳定的聚酰胺酸。
聚酰胺酸脱水环化法生产聚酰亚胺,方法主要有以下三种:①再沉淀法:在不溶解聚酰胺酸的溶剂中加入聚酰胺酸溶液而析出固体聚酰胺酸,一般采用甲苯、乙醚等有机溶剂作为再沉淀剂。②化学闭环法:以无水乙酸/吡啶等为脱水闭环剂,使聚酰胺酸进行环化脱水而酰亚胺化的方法。③溶液热环化法:将聚酰胺酸溶液加热到150~200口c,使其在受热下环化的方法。
通常将聚酰亚胺、聚酰胺酸溶于二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或N一甲基一2一吡咯烷酮等极性溶剂中制成胶黏剂溶液,用于粘接铝合金、钛合金、陶瓷、金刚砂等。