La poliimmide (PI) è un polimero ingegneristico ad alta temperatura sviluppato originariamente da DuPont. La PI presenta un'eccellente combinazione di stabilità termica (>500 °C), tenacità meccanica e resistenza chimica. Possiede eccellenti proprietà dielettriche e un coefficiente di dilatazione termica intrinsecamente basso. È formata da diammine e dianidridi.
La poliimmide (poliimmide, abbreviata in PI o P84) si riferisce a un tipo di polimero contenente un anello immidico (-CO-NR-CO) nella catena principale. È uno dei materiali polimerici organici con le migliori proprietà complete, presenta i vantaggi di un'ampia gamma di temperature di applicazione, resistenza alla corrosione chimica, elevata resistenza, ecc. e la sua resistenza alle alte temperature può superare i 400 °C. L'intervallo di temperatura di utilizzo a lungo termine è compreso tra -200 e 300 °C, alcune parti non presentano un punto di fusione evidente e presentano elevate prestazioni di isolamento. La costante dielettrica è di 4,0 a 103 Hz e la perdita dielettrica è di soli 0,004-0,007. Appartiene alla classe di isolamento da F a H.
I metodi di filatura delle fibre di poliimmide si dividono in filatura a umido e filatura a secco. A seconda che la sospensione di filatura sia poliimmide o acido poliammidico, si distinguono filatura a uno stadio e filatura a due stadi. Il primo stadio consiste nella filatura di una soluzione concentrata di acido poliammidico tramite filatura a umido o a secco per ottenere fibre di acido poliammidico. Il secondo stadio consiste nella filatura del primo stadio. Le fibre di poliimmide si ottengono per ciclizzazione chimica o termica delle fibre di acido poliammidico, quindi è chiamato metodo a due stadi. La filatura a due stadi delle fibre di poliimmide è un metodo comunemente utilizzato fin dallo sviluppo delle fibre di poliimmide. Il processo di stiramento delle fibre può essere eseguito nel primo stadio, oppure può essere imidizzato nel secondo stadio, a seconda della struttura chimica dell'unità ripetitiva.
La poliimmide può essere suddivisa in tre tipologie: alifatica, semi-aromatica e aromatica. In base alla forza di interazione intercatena, può essere divisa in reticolata e non reticolata. Grazie alle sue eccezionali caratteristiche in termini di prestazioni e sintesi, le enormi prospettive applicative della poliimmide sono state pienamente riconosciute, sia come materiale strutturale che funzionale, ed è nota come "problem solver" (risolutore di problemi). Si ritiene che "senza la poliimmide, oggi non esisterebbe la tecnologia microelettronica". Grazie alle sue proprietà fisiche stabili, all'elevatissima resistenza al calore, alle elevate proprietà meccaniche, alle eccellenti proprietà dielettriche e alla resistenza chimica tra 196 °C e 300 °C, la PI è ampiamente utilizzata nei settori aerospaziale, automobilistico e dei beni di consumo.
Proprietà delle fibre di poliimmide
Proprietà della poliimmide (PI, P84): indice limite di ossigeno 38, buona resistenza alle radiazioni, resistenza 3,8 cN/dtex, allungamento 32%, modulo 35 cN/dtex, densità 1,41 g/cm, ritiro in acqua bollente e a 250°C inferiore rispettivamente allo 0,5% e all'1%.
Il poliimmide ad alta resistenza e alto modulo è resistente alle alte temperature, alle basse temperature, alle radiazioni, ignifugo e non tossico, e ha eccellenti proprietà meccaniche, stabilità dimensionale, stabilità chimica e biocompatibilità. Non gocciola, è autoestinguente se rimosso dal fuoco ed è dotato di un eccellente isolamento termico. La fibra di poliimmide ha una buona filabilità. La poliimmide unisce la ritenzione del calore, funzioni antibatteriche, infrarossi lontani e altre ancora. La poliimmide ha un'eccellente stabilità termica e la sua temperatura di decomposizione è generalmente intorno ai 500°C.
La poliimmide può resistere a temperature estremamente basse, come ad esempio non è fragile in elio liquido a -269 °C, e ha una resistenza al calore estremamente elevata sopra i 450 °C. Le varietà di poliimmide sono insolubili in solventi organici e stabili agli acidi diluiti. La poliimmide ha buone proprietà dielettriche, con una costante dielettrica di circa 3,4. La poliimmide è un polimero autoestinguente con bassa velocità di generazione di fumo. Grazie al basso coefficiente di dilatazione termica, l'espansione termica è piccola e la stabilità dimensionale è elevata.
Applicazione della fibra di poliimmide
Applicazioni della poliimmide (PI, P84) La fibra di poliimmide è un materiale polimerico ad alte prestazioni con eccellente resistenza alle alte temperature, alla corrosione chimica e elevata resistenza. Il suo campo di applicazione è molto ampio. Ecco alcuni usi comuni della fibra di poliimmide:
1. Settore tessile e dell'abbigliamento: la fibra di poliimmide ha una buona filabilità e può essere trasformata in tessuti per diverse occasioni speciali. Grazie alla sua resistenza alle alte e basse temperature, alla sua ignifugazione, alla sua assenza di gocciolamento, all'autoestinguenza una volta rimossa dal fuoco e all'eccellente isolamento termico, gli indumenti protettivi termoisolanti in fibra di poliimmide sono comodi da indossare, hanno una buona adattabilità cutanea e sono permanentemente ignifughi. Sono inoltre dimensionalmente stabili, sicuri e hanno una lunga durata. Rispetto ad altre fibre, sono anche un eccellente materiale termoisolante grazie alla loro bassa conduttività termica. In termini di indumenti protettivi, il settore metallurgico del nostro Paese necessita ogni anno di 50.000 set di indumenti da lavoro termoisolanti, traspiranti, morbidi e ignifughi, mentre l'industria idroelettrica, nucleare, geologica e mineraria, petrolchimica, petrolifera e altri settori necessitano di 300.000 set di indumenti protettivi all'anno e di circa 300 tonnellate di fibre speciali per indumenti protettivi resistenti alle alte temperature e ignifughe.
La fibra per abbigliamento in poliimmide è una tipologia completamente nuova nell'industria tessile globale. Le sue eccellenti prestazioni sono nate dalla domanda di nuovi materiali nel settore aerospaziale. Integra funzioni come il mantenimento del calore, proprietà antibatteriche e protezione dagli infrarossi lontani nativi. È una tradizione che sovverte la tradizione. Un materiale completamente nuovo per tessuti per abbigliamento. Può essere utilizzato per realizzare tessuti caldi e antibatterici, prodotti sanitari a infrarossi lontani e altri prodotti funzionali.
I tessuti non tessuti in fibra di poliimmide sono i materiali in fibra più ideali per la produzione di indumenti ignifughi e ritardanti di fiamma, come indumenti protettivi per le forze armate, tute da gara ignifughe e tute da volo. Questo tipo di tessuto non tessuto in nanofibra può essere utilizzato anche per realizzare indumenti funzionali comodi e caldi, come indumenti militari, indumenti per l'igiene medica e indumenti per l'eliminazione. Abbigliamento casual per il trattamento dei cattivi odori, indumenti speciali per la prevenzione di armi biologiche e chimiche, indumenti per la protezione sanitaria, maschere antifumo ad alta efficienza, ecc. Il feltro agugliato in fibra di poliimmide P84 viene trapuntato su un tessuto P84 leggero e utilizzato come isolante all'interno delle giacche dei vigili del fuoco. La morbidezza al tatto del P84, la sua resistenza al calore e la sua non infiammabilità sono le ragioni del suo utilizzo negli indumenti protettivi.
La fibra di poliimmide P84 viene utilizzata principalmente in miscele di tessuti con l'obiettivo principale di offrire protezione e comfort ottimali. I principali partner di miscelazione sono viscosa ignifuga e para-aramide. Pesi dei tessuti a partire da 175 g/m², diversi rapporti di miscelazione e diverse strutture possono essere adattati perfettamente a ogni specifica applicazione. Questi tessuti vengono utilizzati come rivestimenti esterni per tute e giacche per vigili del fuoco, militari e industria. I test hanno confermato l'assenza di postcombustione, la minima emissione di fumo e l'assenza di formazione o emissione di sostanze tossiche.
La fibra di poliimmide viene utilizzata nei dispositivi di protezione individuale (DPI), tra cui tute antincendio, paraschiena e guanti. La fibra di poliimmide P84 offre protezione termica con un peso ridotto. La forma unica della poliimmide P84 consente agli indumenti di protezione individuale o ai dispositivi di protezione individuale (DPI) di fornire un'eccellente barriera contro queste particelle nocive, massimizzando al contempo il flusso d'aria e garantendo una protezione totale. I tessuti che utilizzano fibre di poliimmide P84 hanno la straordinaria capacità di consentire alla pelle di respirare, resistendo al contempo alle alte temperature e all'ambiente circostante. Permette all'aria di fluire liberamente, supportando il sistema di raffreddamento naturale del corpo e riducendo il rischio di stress termico per i vigili del fuoco e altri professionisti che lavorano in ambienti con temperature estreme.
2. Settore aerospaziale: La fibra di poliimmide trova importanti applicazioni nel settore aerospaziale. Può essere utilizzata per produrre componenti di motori aeronautici, involucri di veicoli spaziali, ugelli di razzi e altri componenti strutturali ad alta temperatura. Grazie alla loro eccellente resistenza alle alte temperature e all'elevata resistenza, le fibre di poliimmide sono in grado di sopportare temperature e pressioni estremamente elevate, mantenendo inalterate le loro proprietà meccaniche.
3. Campo elettronico ed elettrico: La fibra di poliimmide è ampiamente utilizzata anche nel settore elettrico ed elettronico. Può essere utilizzata per produrre componenti isolanti ad alta temperatura, connettori, circuiti stampati, ecc. La fibra di poliimmide ha buone proprietà di resistenza al calore, resistenza chimica e isolamento elettrico, e può proteggere efficacemente i componenti elettronici dai danni causati da alte temperature e sostanze chimiche.
4. Industria automobilistica: La fibra di poliimmide trova importanti applicazioni anche nell'industria automobilistica. Può essere utilizzata per realizzare componenti automobilistici come cofani motore, tubi di scarico e sistemi frenanti. La fibra di poliimmide presenta un'eccellente resistenza alle alte temperature e all'usura, che può migliorare la durata e l'affidabilità dei componenti automobilistici. Produzione di semiconduttori e pannelli LCD.
5. Campo energetico: Le fibre di poliimmide sono ampiamente utilizzate anche nel settore energetico. Possono essere utilizzate per produrre membrane elettrolitiche per celle a combustibile ad alta temperatura, film conduttivi trasparenti per celle solari e strati di diffusione di gas per celle a combustibile. La fibra di poliimmide presenta una buona resistenza alle alte temperature e alla corrosione, il che può migliorare l'efficienza e la stabilità delle apparecchiature energetiche.
6. Campo medico: La fibra di poliimmide trova anche alcune applicazioni in campo medico. Può essere utilizzata per realizzare vasi sanguigni artificiali, valvole cardiache e strumenti chirurgici. La fibra di poliimmide presenta un'eccellente biocompatibilità e resistenza chimica, che possono ridurre irritazioni e danni ai pazienti e migliorare la sicurezza e il tasso di successo degli interventi chirurgici. Oltre ai principali campi di applicazione sopra menzionati, la fibra di poliimmide può essere utilizzata anche per produrre materiali in altri settori specifici, come sensori ad alta temperatura, indumenti ignifughi e indumenti protettivi. In generale, la fibra di poliimmide, in quanto materiale polimerico ad alte prestazioni, ha ampie prospettive applicative e un valore applicativo elevato.
7. La poliimmide non è tossica può essere utilizzato per realizzare stoviglie e utensili medici e può resistere a migliaia di sterilizzazioni
8. Materiali filtranti per la depurazione ad alta efficienza dei gas caldi negli impianti di cemento, la filtrazione ad alta temperatura negli impianti di termovalorizzazione, la filtrazione ad alta temperatura nelle centrali termoelettriche, la filtrazione ad alta temperatura nelle caldaie a carbone, l'incenerimento di legna e fanghi, le acciaierie e l'incenerimento di letame di pollo,
9. Il filamento di poliimmide viene utilizzato per l'imballaggio e nei settori delle guarnizioni industriali, in quanto resistente alle alte temperature e alla corrosione chimica.
10. Utilizzato nei materiali filtranti antipolvere ad alta temperatura, nei materiali isolanti elettrici, in vari tipi di indumenti protettivi ignifughi resistenti alle alte temperature, nei paracaduti, nelle strutture a nido d'ape e nei materiali termosaldanti, nei rinforzi di materiali compositi e nei materiali antiradiazioni.
11. Utilizzato nei settori aerospaziale, circuiti stampati flessibili, automobilistico, riscaldatori, etichette con codici a barre, nastri sensibili alla pressione, isolamento elettrico, sicurezza, modelli per PCB, componenti per altoparlanti, interconnessioni elettroniche ad alta densità, tenute meccaniche ad alta temperatura, moduli fotovoltaici.
