基本信息
中文名：聚醚酰亞胺
外文名：Polyetherimide
簡稱：PEI
分子結構：PEI是由芳香環、醚鍵和酰亞胺環組成的半結晶性高分子聚合物。其分子結構中包含醚鍵(-O-)和酰亞胺環(-CO-N-)，這些結構使得PEI具有很高的熱穩定性和機械性能。
加工溫度：370~400℃
玻璃化轉變溫度：約為-200°C。
密度：1.28~1.42g/cm3
外觀：通常呈淡黃色至琥珀色透明或半透明顆粒狀。
PEI發展史
主要性能
物理性能
外觀與形態：PEI是一種透明琥珀色的無定形熱塑性塑料，無毒、無味。
尺寸穩定性：PEI具有優異的尺寸穩定性，能夠在各種環境條件下保持穩定的尺寸。
熱膨脹系數：PEI的熱膨脹系數小且均勻，有助于在溫度變化時保持制件的尺寸精度。
力學性能
強度和模量：PEI具有卓越的強度和模量，屈服拉伸強度高達15000磅/平方英寸，在190攝氏度時仍保持在6000磅/平方英寸。其彎曲模量也非常高，20%玻纖增強的PEI彎曲模量甚至可達1700000磅/平方英寸。
韌性：PEI的斷裂伸長率較高（60-80%），顯示出非凡的韌性，能為制件的勾扣結構提供設計自由度。
耐蠕變性和耐疲勞性：PEI在遭受長期恒定低應力負荷下，表觀模量變化可忽略不計，只是在高溫和應力下才需要考慮其蠕變行為。同時，其耐疲勞性也很突出。
沖擊強度：盡管PEI具有缺口敏感性，但只要在制品設計時避免銳角減少應力集中，就能保持最大的沖擊強度。某些特定型號的PEI樹脂如PEI AT*100，其缺口Izod沖擊可達15km/mз。
耐熱性能
長期使用溫度：PEI的長期使用溫度范圍在150°C到170°C之間，具體取決于產品規格和添加劑。
短期耐熱性能：PEI的短期耐熱性能更加卓越，可以承受高達180°C至200°C的溫度而不會損壞。其熱變形溫度可達220℃，玻璃態轉變溫度（Tg）為217℃，HDT/Ae為190℃。
熱穩定性：PEI在高溫下仍能保持高的強度、剛性和耐磨性，是制作高溫耐熱器件的理想材料。
燃燒性能
阻燃性：PEI具有優異的天然阻燃性，不添加任何添加劑就有固有的阻燃性和低煙度，氧指數為47%，燃燒等級為UL94-V-0級。
化學穩定性
耐化學品：PEI對多種化學物質具有很好的耐腐蝕性，包括多數碳氫化合物、醇類和所有鹵化溶劑，也可耐無機酸和短期耐弱堿。
耐水解性：PEI的耐水解性優良，在沸水中浸泡10000小時后拉伸強度保持85%以上。
電性能
電氣性能：PEI在寬廣的頻率和溫度范圍中有穩定的介電常數和介電損耗及極高的介電強度，是電子電氣工業中優選的材料。
耐輻射性能
抗紫外線、γ射線：PEI具有很好的抗紫外線、γ射線性能，在400兆拉德的鈷射線輻射下加工，拉伸強度保持94%。
加工性能
成型加工性：PEI能以大多數熱塑性塑料成型加工方法如注塑、擠出、吹塑等進行加工，但迄今為止廣泛采用的是注射成型。PEI樹脂與大多數熱塑性塑料一樣，會吸收空氣中的水汽，因此加工前需要進行預烘干。
生產方法
聚醚酰亞胺的主要生產方法包括溶液聚合法和熔融縮聚法。這兩種方法在聚醚酰亞胺的制造過程中扮演核心的技術角色，各有其特點和適用范圍。以下是對這兩種生產方法的詳細介紹：
成型加工
聚醚酰亞胺（PEI）是一種高性能的熱塑性工程塑料，具有優異的機械性能、耐熱性和電絕緣性。其成型加工方法多樣且靈活，主要包括以下幾種方式：
加工的挑戰和解決方案
PEI 加工確實面臨諸多挑戰。盡管塑料的獨特性質賦予了其某些優勢，但這些特性也帶來了一些需要解決的考慮因素，以確保獲得最佳結果。
加工時需要考慮哪些因素？
加工 PEI 時需考慮多種因素，包括材料等級和變化、刀具條件和選擇、加工速度和進給量、溫度管理、環境條件以及最終用途應用。
材料等級和變化：PEI 有不同的等級，每種等級在加工過程中可能會產生不同的反應。例如，玻璃填充或抗紫外線變體可能需要稍微調整加工參數。
工具條件和選擇：加工刀具的狀況直接影響最終產品的質量。確保工具鋒利且無磨損或損壞可以減少碎裂或表面光潔度差等問題。
加工速度和進給量：過于激進或過于保守的參數都會導致問題。根據機器、刀具和 PEI 變體，在速度和進給率方面找到適當的平衡對于高效和精確的加工至關重要。
溫度管理： 盡管 PEI 具有令人印象深刻的耐熱性，但溫度控制仍然是一個問題。雖然可能不需要強力冷卻，但定期休息和溫和的冷卻劑可以確保局部溫度保持在控制范圍內。
環境條件：加工環境中的環境條件會影響該過程。環境濕度過高會影響 PEI 的性能，而環境溫度會影響機器的性能和組件的冷卻速率。
最終用途應用：PEI 組件的預期用途將指導加工過程中的許多決策。用于航空航天的組件在精度和表面光潔度方面可能與用于消費電子產品的組件有不同的要求。
應用領域
航天航空領域
應用場景：飛機和火箭的零部件制造，如方向盤、空氣和燃料閥、內部覆層部件、商業航空食品托盤容器和半結構部件等。
作用：PEI因其優異的耐高溫性能和尺寸穩定性，能夠在極端的環境條件下保持穩定的性能，確保航空航天設備的安全性和可靠性。
宇航員面窗
汽車領域
應用場景：發動機部件、燃油噴射系統、高溫連接件、高功率車燈和指示燈、傳感器（如空調溫度傳感器和有效燃燒溫度傳感器）等。
作用：PEI的高耐熱性、高強度和耐磨性使其成為汽車關鍵部件的理想材料，有助于提高汽車的性能和耐用性。
汽車燃料傳感器
電子電器領域
應用場景：電子元件、連接器、絕緣體、電路板、線圈、軟性電路、反射鏡、高精度光纖元件、光纖連接器、光收發模塊光學組件等。
作用：PEI的電氣性能優異，介電常數和介電損耗穩定，且絕緣性能優良，是電子電器工業中不可或缺的材料。
連接器 反射鏡
醫療器械領域
應用場景：醫療設備如旋塞閥、儀器托盤、滅菌托盤、移液器、牙科設備，以及醫療器械零部件如骨植入物、手術器械手柄、托盤、夾具、假肢、醫用燈反射鏡等。
作用：PEI的生物相容性和耐化學性使其成為醫療器械制造的理想選擇，能夠確保醫療器械的安全性和有效性。
醫療托盤 吻合器釘倉
光學領域
應用場景：透明視窗、傳感器罩、光學器件等。
作用：PEI的透明度較好，能夠滿足光學器件對透明度的要求，且其耐高溫性和耐化學性也使其在光學領域得到應用。
光收發模塊光學組件
家具用品領域
應用場景：微波爐碗、炊具、烤箱器皿、食品托盤和蒸汽鍋等。
作用：PEI的高性能和設計靈活性使其成為各種家居用品的制造材料，能夠滿足人們對家居用品安全、耐用和美觀的需求。
吐司爐 密封裝置
其他領域
應用領域：還包括化學實驗室設備和制藥工藝設備歧管、容器和附件，以及真空泵葉輪、蒸鎦器的磨口玻璃接頭等。
作用：PEI的耐熱、耐溶劑和阻燃性使其在這些領域中發揮重要作用，確保設備的安全性和可靠性。
聚醚酰亞胺（PEI）的發展趨勢主要體現在市場規模的持續增長和應用領域的擴展。根據預測，到2029年全球PEI市場規模將達到63.47億元人民幣，復合年增長率為5.84%（市場前景）。此外，PEI在航空航天、汽車工業等領域的應用也在不斷擴展。總體來看，PEI市場前景廣闊，需求穩步上升（應用領域擴展）。
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