雙馬來酰亞胺(BMI)材料的下游應(yīng)用
BMI樹脂屬于聚酰亞胺(PI)樹脂的一種。按合成方式分類,PI樹脂可分為縮聚型和加聚型,BMI樹脂就是廣泛應(yīng)用的加聚型PI樹脂。BMI的苯環(huán)和酰亞胺雜環(huán)含量高,交聯(lián)密度高,這些結(jié)構(gòu)的特殊性使其具有良好的耐熱性——分解溫度大于420℃,長(zhǎng)期使用溫度177-232℃,以及較高的強(qiáng)度與模量和對(duì)各種溶劑、酸和水的高耐受性,廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域,特別是用于人工智能(AI)服務(wù)器制造,起互連導(dǎo)通、絕緣和支撐的作用。
如圖所示:印刷電路板是AI服務(wù)器的核心組件之一,它是組裝電子零件用的基板,主要用于連接各種電子零件形成預(yù)定電路,有“電子產(chǎn)品之母”之稱。而印刷電路板是由覆銅板和油墨、蝕刻液等進(jìn)行生產(chǎn)得到的,覆銅板是電子工業(yè)的基礎(chǔ)材料,承擔(dān)著印刷電路板的導(dǎo)電、絕緣、支撐三大功能。
BMI樹脂作為一種高頻高速樹脂,其具有低介電常數(shù)、低介電損耗、低熱膨脹系數(shù)和高導(dǎo)熱系數(shù),常作為原料與玻璃纖維布、木漿、銅箔共同生產(chǎn)制備高頻高速覆銅板,并且其制備工藝技術(shù)門檻較高。所以說,需要用到AI和大數(shù)據(jù)模型的地方,都有BMI樹脂的身影!比如計(jì)算機(jī)、自動(dòng)駕駛、智能機(jī)械、智能醫(yī)療器械和航空航天等領(lǐng)域。這些領(lǐng)域推動(dòng)著印刷電路板的快速發(fā)展,同時(shí)也帶動(dòng)著高頻高速樹脂的大量需求。從成本的角度來看,高頻高速樹脂約占覆銅板生產(chǎn)成本的25-30%,從高頻高速覆銅板需求的快速增長(zhǎng)可以看出,高頻高速樹脂所占的成本也將會(huì)得到進(jìn)一步的增長(zhǎng)!同時(shí)BMI樹脂還被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域:
- 航空航天材料
BMI樹脂可以與碳纖維形成碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,這種增強(qiáng)復(fù)合材料在同等強(qiáng)度下,比一般傳統(tǒng)材料重量更輕,同時(shí)適應(yīng)于飛機(jī)飛行時(shí)的表面溫度,還具有更長(zhǎng)的疲勞壽命,其中國(guó)產(chǎn)的C919客機(jī)是國(guó)內(nèi)首個(gè)使用T800級(jí)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的民機(jī)型號(hào)。
- 耐高溫隔熱材料
BMI樹脂還可以作為原料用來制作具有耐高溫性能的阻燃防護(hù)服,其阻燃的機(jī)理是當(dāng)防護(hù)服與火焰或者高溫物體接觸時(shí),能夠減緩火焰蔓延的速度,形成炭化的隔離層,從而保護(hù)人身的安全與健康。并且能夠當(dāng)脫離火焰后很快自行熄滅,從而達(dá)到阻燃目的。由于燃燒的部分會(huì)迅速炭化,并不會(huì)產(chǎn)生熔融、滴落或穿洞,也有利于使用者能快速脫下防護(hù)服,避免造成二次傷害。該阻燃防護(hù)服廣泛應(yīng)用于消防、冶金、石油燃?xì)獾雀邷匦袠I(yè)。
BMI樹脂由于其耐高溫性能廣泛用于制作特種膠粘劑,該膠粘劑可在260℃下持續(xù)使用,并且還具有良好的耐濕熱性能、耐輻射性能和絕緣性能。在航空、飛機(jī)制造和交通機(jī)械等領(lǐng)域內(nèi),被廣泛的用作各種合金材料如鈦合金、鋁合金以及陶瓷等無機(jī)非金屬材料連接的結(jié)構(gòu)膠粘劑。我國(guó)正在研制的高速飛行器也大量采用的了BMI樹脂基復(fù)合材料,如發(fā)動(dòng)機(jī)艙蒙皮、發(fā)動(dòng)機(jī)艙縱梁結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)件的制造需要與之相匹配的耐高溫BMI膠粘劑,需要膠接的部件占比高達(dá)50%~60%(體積分?jǐn)?shù))。
BMI樹脂作為原料還可以與導(dǎo)電粒子、分散添加劑和助劑等制備導(dǎo)電膠,其中BMI樹脂會(huì)在固化后形成導(dǎo)電膠的分子網(wǎng)絡(luò)骨架,為導(dǎo)電膠提供良好的力學(xué)性能支撐和保障粘結(jié)性能。導(dǎo)電膠可以將多種導(dǎo)電材料連接在一起,在各材料之間形成電的通路。據(jù)此原理可設(shè)計(jì)制備出高效可靠的太陽能電池。
- 絕緣涂料
BMI樹脂在涂料領(lǐng)域主要是作為絕緣漆的基料成分來使用。絕緣漆是以高分子聚合物為基礎(chǔ)并且能夠在一定條件下固化成絕緣膜等的絕緣材料,它由基料、阻燃劑、固化劑、顏料和溶劑等成分組成。這種絕緣漆能夠在常溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行交聯(lián)固化,具有良好的耐熱、耐化學(xué)腐蝕和耐機(jī)械沖擊等性能。另外,由BMI樹脂制備的絕緣漆涂覆導(dǎo)體的表面,達(dá)到絕緣的效果,可制備出電磁線。電磁線指的是用來制造線圈或繞組的絕緣電線,可通過電磁感應(yīng)的原理實(shí)現(xiàn)電能與磁能之間的能量轉(zhuǎn)換。一般應(yīng)用于變壓器、各種儀表和電機(jī)等電器設(shè)備。
- 摩擦材料
以BMI樹脂作為原料,向樹脂基體中引入一系列的新材料作為潤(rùn)滑填料可制備得到BMI樹脂復(fù)合材料,這種復(fù)合材料具備較低的摩擦系數(shù)和優(yōu)異的耐磨性。有的新型石墨烯潤(rùn)滑填料,與BMI樹脂結(jié)合可制備出具有良好摩擦學(xué)性能的BMI復(fù)合材料,并且能夠在摩擦過程中形成高質(zhì)量的自潤(rùn)滑轉(zhuǎn)移膜,同時(shí)具有優(yōu)異的彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。這種新型的BMI復(fù)合材料在摩擦領(lǐng)域內(nèi)具有一定的潛力,可用于各種汽車和航空航天的零部件。
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