Polyimid (PI) je trieda polymérnych zlúčenín obsahujúcich vo svojom hlavnom reťazci imidový kruh (-CO{1}}N-CO-). Má vynikajúce vlastnosti, ako je odolnosť voči vysokej teplote, odolnosť voči žiareniu, odolnosť proti chemickej korózii, vysoká pevnosť a vysoký modul, a je široko používaný v leteckom, elektronickom, automobilovom a strojárskom priemysle. Výrobný proces polyimidu zahŕňa najmä prípravu surovín, polymerizačnú reakciu, imidizačnú reakciu, následné-spracovanie a formovanie.
V štádiu prípravy suroviny medzi hlavné suroviny patria dianhydridy (ako je dianhydrid kyseliny pyromellitovej PMDA) a diamíny (ako je diaminodifenyléter ODA), ako aj rozpúšťadlá (ako je N,N-dimetylacetamid DMAc, N-metylpyrolidón NMP atď.). Suroviny musia prejsť prísnou kontrolou kvality, aby sa zabezpečilo, že ich čistota a obsah nečistôt spĺňa požiadavky výroby. Výber rozpúšťadla má významný vplyv na rýchlosť polymerizácie a vlastnosti polyimidu; preto sa musí vyberať na základe špecifických požiadaviek na produkt.
Polymerizačná reakcia je základným krokom pri výrobe polyimidov a zvyčajne sa uskutočňuje pomocou dvoj{0}}krokovej metódy. Prvým krokom je predpolymerizácia, kde sa dianhydrid a diamín zmiešajú v rozpúšťadle v špecifickom pomere a podrobia sa polykondenzačnej reakcii pri nízkej teplote za vzniku roztoku kyseliny polyamovej (PAA). Tento krok vyžaduje prísnu kontrolu reakčnej teploty, času a pomeru surovín, aby sa zabezpečilo, že molekulová hmotnosť a distribúcia kyseliny polyamovej spĺňa požiadavky. Druhým krokom je polymerizácia, pri ktorej predpolymerizovaný roztok kyseliny polyamovej ďalej reaguje pri vyššej teplote, aby sa umožnil ďalší rast molekulových reťazcov, čím sa vytvorí kyselina polyamová s vysokou -molekulovou- hmotnosťou.
Imidizácia je kľúčovým krokom pri premene kyseliny polyamovej na polyimid. Imidizácia sa môže uskutočniť buď tepelnou imidizáciou alebo chemickou imidizáciou. Tepelná imidizácia zahŕňa nanesenie roztoku kyseliny polyamovej na substrát a jeho vypálenie pri vysokej teplote, aby sa dehydratovala a cyklizovala kyselina polyamová, čím sa vytvorí polyimidový film. Chemická imidizácia zahŕňa pridanie dehydratačného činidla (ako je acetanhydrid) a katalyzátora (ako je pyridín) do roztoku kyseliny polyamovej a reakciu pri nižšej teplote za vzniku polyimidu. Chemická imidizácia má rýchlejšiu reakčnú rýchlosť, ale výkonnosť produktu môže byť mierne horšia ako u tepelne imidizovaných produktov.
Kroky po{0}}spracovaní zahŕňajú umývanie, sušenie a drvenie, ktorých cieľom je odstrániť rozpúšťadlá, nezreagované suroviny a nečistoty z polyimidu, čím sa zlepší čistota a výkon produktu. Premývanie sa zvyčajne vykonáva vodou alebo organickými rozpúšťadlami, aby sa odstránili zvyškové rozpúšťadlá a nečistoty. Sušenie využíva metódy ako sušenie horúcim vzduchom alebo vákuové sušenie na odstránenie vlhkosti a prchavých látok z polyimidu, čím sa zabezpečí stabilita produktu. Pulverizácia rozkladá vysušené polyimidové bloky na prášok, čo uľahčuje následné lisovacie procesy.
Procesy tvarovania zahŕňajú tvarovanie polyimidového prášku alebo filmu do produktov požadovaného tvaru a veľkosti. Metódy tvarovania zahŕňajú vstrekovanie, vytláčanie, lisovanie a naťahovanie. Vstrekovanie je vhodné na výrobu polyimidových produktov so zložitými tvarmi a vysokými požiadavkami na rozmerovú presnosť, ako sú ozubené kolesá a ložiská. Extrudné lisovanie je vhodné na výrobu kontinuálnych polyimidových profilov, ako sú rúry a tyče. Lisovanie je vhodné na výrobu veľkých-hrubých{5}}polyimidových produktov, ako sú plechy a konštrukčné komponenty. Stretch tvarovanie sa používa hlavne na výrobu polyimidových fólií, čím sa zlepšuje orientácia fólie a mechanické vlastnosti naťahovaním.
Pri výrobe polyimidu je potrebné dbať na bezpečnosť a ochranu životného prostredia. Polymerizačné a imidizačné reakcie môžu vytvárať škodlivé plyny a odpadové kvapaliny, čo si vyžaduje účinné vetranie a opatrenia na úpravu odpadových plynov, aby sa zabezpečilo bezpečné výrobné prostredie. Súčasne s odpadovými kvapalinami a zvyškami je potrebné náležite zaobchádzať, aby sa zabránilo znečisteniu životného prostredia.
