聚醚酰亚胺
[CAS# 61128-46-9]

基本信息

• 产品分类: 催化剂及助剂 >> 聚合物
• 英文名: Polyetherimide
• 别名: PEI
• 产品名称: 聚醚酰亚胺
• 分子式: (C₃₉H₃₀N₂O₆)_n
• CAS 登录号: 61128-46-9
• 分子行输入简码SMILES: Nc7cc(ccc7)N.O1C(=O)c2c(ccc(c2)Oc3ccc(cc3)C(C)(C)c4ccc(cc4)Oc5cc6c(cc5)C(=O)OC6=O)C1=O

物理化学性质

• 密度: 1.27 g/mL (25 ºc) (实验值)

安全数据

• 危险品标志: GHS07 Warning
• 危害标签: H302-H315-H319
• 防护标签: P501-P270-P264-P280-P302+P352-P337+P313-P305+P351+P338-P362+P364-P332+P313-P301+P312+P330

发现和应用

聚醚酰亚胺，通常缩写为 PEI，是一种高性能热塑性聚合物，属于聚酰亚胺类。其特点是具有芳香族主链，其中醚键和酰亚胺键交替连接，赋予其优异的热稳定性、机械强度和耐化学性。PEI 是一种无定形聚合物，这使其与半结晶工程塑料有所不同，而这种无定形特性使其具有透明度和负载下的尺寸稳定性。其玻璃化转变温度通常超过 215ºC，因此适用于需要耐高温的应用。

聚醚酰亚胺的发现与 20 世纪 70 年代和 80 年代高性能聚合物的发展密切相关，其目的是为航空航天、汽车和电子工业生产具有更高热稳定性和化学稳定性的材料。PEI 的设计旨在结合聚酰亚胺的理想特性（例如耐热性和抗氧化性）以及与传统热塑性塑料相似的加工性能。这种性能平衡使得 PEI 可以通过标准的热塑性塑料加工技术进行加工，包括挤出、注塑成型和热成型，这与通常需要高温固化的传统聚酰亚胺不同。

从化学结构上看，PEI 由重复单元组成，其中芳香族酰亚胺基团通过醚键连接到另一个芳香族单元。酰亚胺基团提供刚性和高热稳定性，而醚键赋予聚合物链柔韧性和韧性。这种组合使得聚合物在机械应力和高温下仍能保持结构完整性。在合成过程中，聚合物链的分子量和分布受到严格控制，以实现加工性能和机械性能的理想平衡。

聚醚酰亚胺的合成通常涉及芳香族二胺与二酐的缩聚反应。一种常见的合成路线是使用基于双酚 A 的二胺和邻苯二甲酸酐衍生物形成酰亚胺键。反应条件的设定旨在最大限度地减少聚合物主链中的缺陷，并获得机械强度所需的高分子量。合成后，通常会对聚合物进行稳定化处理，以去除可能影响热性能或机械性能的残留单体或低聚物。

PEI 即使在高温下也表现出优异的机械性能，包括高拉伸强度、模量和冲击强度。它具有抗蠕变性，并在负载下保持尺寸稳定性，因此适用于精密部件。从化学性质上看，聚醚酰亚胺 (PEI) 对多种有机溶剂、酸和碱具有耐受性，但强氧化剂和浓矿酸会使其降解。其耐热性和耐化学性以及阻燃性使其适用于严苛的工业应用。

在工业领域，聚醚酰亚胺广泛应用于航空航天部件、汽车零件、电气连接器和医疗设备。其电绝缘性能和耐热稳定性使其成为印刷电路板、高性能连接器和电子组件的理想材料。在医疗领域，PEI 的生物相容性和耐灭菌性使其可用于手术器械和植入式医疗器械。此外，其透明度和抗变形性使其可用于透镜基板、显示面板和照明组件等应用。

聚醚酰亚胺可以与其他热塑性塑料共混，用纤维增强，或添加填料来调整其性能。玻璃纤维或碳纤维等纤维增强材料可以显著提高刚度和尺寸稳定性，而阻燃添加剂则可以提高电气和交通运输应用中的安全性。PEI 的多功能加工和配方特性使制造商能够设计出符合严格的机械、热性能和法规要求的组件。

总而言之，聚醚酰亚胺是一种多功能、高性能的热塑性塑料，兼具热稳定性、机械强度、耐化学性和可加工性。其具有醚键的芳香族酰亚胺主链提供了独特的刚度和韧性平衡，使其适用于航空航天、电子、汽车和医疗等领域的各种严苛应用。由于 PEI 能够在极端条件下可靠运行，并且可以使用传统的热塑性塑料加工方法进行加工，因此它仍然是现代工程中的关键材料。