Polyetherimide(聚醚酰亞胺)是什麼材料？

一、PEI聚醚酰亞胺物理性能
PEI，聚醚酰亞胺，Polyetherimide簡稱PEI，是琥珀色透明固體。 從 PEI 的化學性結構式可知，它是一種芳族高分子聚合物。
PEI 的化學性結構式
PEI具有很強的高溫穩定性，即使是非增強型的PEI，仍具有很好的韌性和強度。因此，利用PEI優越的熱穩定性可用來製作高溫耐熱器件。具有優良的機械性能、電絕緣性能、耐輻照性能、耐高低溫及耐磨性能，並可透過微波。PEI還有良好的阻燃性、抗化學反應以及電絕緣特性。一些燈新設計的轎車前燈車燈反光鏡開始使用PEI。
二、PEI的應用領域
PEI具有優異的綜合平衡性能、較高的性能價格比、良好的成型加工性，因此不僅作為金屬的代用材料，而且成為不可或缺的工程塑料，在眾多工業領域中獲得了廣泛的應用，取得了明顯的技術經濟效果。例如PEI的結構強度和剛性、耐熱性、阻燃性和低煙性，是PEI用於交通運輸工業的重要因素。PEI的板材用來製造飛機的各種部件如機頭儀表板、內飾板、舷窗、艙門覆蓋板、行李箱架、座椅支架、餐飲桌等；
碳纖增強 PEI複合材料用於新型直升飛機結構部件；PEI泡沫塑料用於飛機的絕熱隔音材料；PEI也用於汽車發動機部件、高溫連接件、高功率車燈和指示燈、汽車空調傳感器、有效燃燒溫度傳感器等等。
PEI的結構強度，在高溫下的尺寸穩定性，在廣泛的溫度和頻率範圍內恒定的電氣性能，使之成為電子電氣工業的優選材料。如製造接線柱、繼電器外殼、開關、電路板、線圈骨架、印刷線路板、集成電路底座、接插件、反射鏡，光纖連接器等
三、PEI主要質量指標
外觀 [1]琥珀色透明固體
起始熱分解溫度 518.7℃
密度 1.27g/cm3
玻璃化溫度210～215℃
吸水性 ≤25%
熱變形溫度(1.82MPa) 200℃
拉伸強度≥110MPa
體積電阻率2×1015Ω·cm
斷裂伸長率≥60%
阻燃性 UL 94 V-0級
彎曲強度106～131MPa
衝擊強度 140(無缺口)kJ/m2>6(缺口)kJ/m2
國外牌號有GE Ultem 1000F(美國)。
四、PEI材料注射成型
PEI能以大多數熱塑性塑料成型加工方法如注射、擠出、吹塑、熱成型、模壓加工，但是迄今為此最為廣泛應用的成型加工方法是注射成型，大約90%以上的PEI是通過這一方法轉變成大小不一、形狀複雜、尺寸精確、性價比高的製件。下麵著重介紹PEI注射成型涉及設備要求、工藝條件等等。
1、注塑成型設備
（1）注塑成型設備的注射量與鎖模力
PEI可在標準的注射成型機上成型，而往複式單螺杆注射機要比柱塞式注射機效果更佳，因為它能提供較高的注射壓力、較短的成型周期、快速均勻的加熱，以及產生較低內應力的製件。
考慮選擇使用設備的規格時，需要重點考慮的二個基本要素是總注射量和總投影麵積。
當總注射量（各模穴和主、分流道之和）是等於注射機最大注射量的20-80%時能得到最佳的結果。而在大容量注射機上加工非常小的製件時，會產生不必要的長期的樹脂停留在高溫下的時間。
全部注射量的投影麵積（受到注射壓力的所有模穴和分流道麵積）一經確定，對每平方英寸的投影麵積必須提供4-6噸的鎖模力（薄壁長流程製件應取上限，厚壁短流程製件可取下限），以防止製件發生溢料。
（2）螺杆和料筒
推薦選用長徑比為16-24：1，壓縮比為1.5-3.1的通用螺杆。對於玻纖增強PEI，通常要求使用雙金屬料筒和螺杆，以減少機械磨損。（3）止回環
止回環應是滑動型而非球型的，熔體流動槽的間隙每邊為3毫米，滑動環的滑動距離為5毫米，建議的止回環熔體流動區的截麵積應與螺杆均化區熔體流動區的截麵積相等。
（4）噴嘴
為了獲得最大的模穴壓力，選用均勻直徑 的通用噴嘴更為可取。提倡的噴嘴最小直徑為4.5毫米，平直部分長度為4-5毫米。噴嘴要盡可能短些，應裝有單獨的加熱器，以保持均勻的噴嘴溫度在PEI熔融範圍之內，防止熔體冷凝。
（5）加熱控製
PEI所要求的模塑溫度高達350-425℃範圍，然而大多數常用注射機是能與之相適應的。PEI寬廣的加工溫度以及超常的熱穩定性，在模塑薄壁長流程複雜製件時，允許使用較高的熔體溫度。溫度曲線的選擇取決於成型機類型、模具和製件設計。在大多數情況下，為維持合適的料筒溫度，至少要有四個料筒加熱控製區。但是落料口的溫度要用冷卻水冷卻，控製在40-80℃之間，為的是防止聚合物粘結成塊或粘附螺杆上，影響正常落料。
2、樹脂幹燥
要獲得最佳性能和外觀質量的製件，PEI加工前必須徹底幹燥，將樹脂的含水量從0.25%，降至0.05%以下。製件表麵若出現霧霜狀斑塊和銀絲，表示樹脂的吸濕量太高。
推薦使用除濕幹燥一體設備，台上料鬥最好有保溫裝置。除濕式料鬥幹燥器必須有足夠的容量。幹燥溫度為150℃，幹燥時間是4小時。如果使用集中供料係統為注塑機供料，考慮到供料過程的吸濕。
3、成型加工條件
PEI具有優異的流動性、傑出的可模塑性、寬廣的加工溫度範圍，是模塑精密、複雜、薄壁、多模穴製件極為理想的特種工程塑料。以下介紹的工藝條件，僅作為設定注射成型工藝條件的初步指南，實際情況尚需根據樹脂品種、製件尺寸和幾何形狀、模具結構等因素加以調整。
（1）熔體溫度
PEI的熱穩定性極好，熔體溫度通常可控製在340-425℃範圍，而在多數情況下，代表性的熔體溫度是360℃。
（2）模具溫度
PEI常在控製溫度的模具內成型，模具的表麵溫度一般在65-175℃，要獲得最佳性能的製件和成型周期，模溫設定在95℃較為理想；如欲增加熔體流動性、改善熔接縫強度、提高耐熱性和耐化學性、減少製件內應力，則應采用較高的模具溫度。
（3）注射壓力
實際注射壓力和保持壓力，根據各種變量如PEI品種、熔體溫度、模具溫度、製件幾何形狀、壁厚、流動長度和其他模具設備因素而定。
（4）注射速度
最快的注射速度可為熔體提供較大的流動長度，充滿較薄的製件以及獲取較好的外觀質量，慢速注射推薦用於主流道澆口和邊緣澆口的製件，為的是防止溢料和蛇形噴射現象，在加工厚壁製件時，慢速注射也有助於減少製件凹痕和空洞。
（5）螺杆轉速
加料預塑時，螺杆轉速應調節至讓螺杆在整個冷卻過程內轉動而又不延長總的周期。在模塑純PEI時，螺杆轉速快有利於提高熔體流動性；而在加工玻纖增強 PEI時，螺杆轉速慢有助於減少玻纖破損。
（6）成型周期
在調節成型周期時，盡可能使用快速注射，以最短的時間完成澆口封閉並縮短冷卻時間。PEI與其他熱塑性和熱固性塑料相比，往往能在成型周期顯著縮短時間。
4、回料利用
試驗證實，以50%回料反複進行注射成型，觀察其熱變形溫度、拉伸強度、伸長率和衝擊強度，並無顯著變化；另外，PEI多次回用後，其固有的阻燃性仍然完整地保留下來。
注：不同品牌的PEI或有不同，此驗證結果各工廠需要自己親自驗證。
5、料筒清洗
在注射機從PEI轉換成其他塑料或從其他塑料轉換成 PEI時，徹底清洗料筒。為便於以後開機，在停機以前，可以用PE料預清洗螺杆，直至料筒溫度下降至250-260℃為止。
6、關機和開機
關閉注射機時，應將料鬥落料口閉合不再讓PEI進入料筒，並在切斷料筒電熱後，將螺杆尖端停留在盡可能靠近噴嘴的位置。

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