PAI poliamidas-imidas
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Poliamidas-imidas (PAI)
La poliamida imida (PAI) es un polímero de alto rendimiento que tiene propiedades térmicas y químicas extremas. Su transición vítrea supera los 250°C y, con frecuencia, no muestra ninguna temperatura de fusión. También son químicamente estables y en su mayoría insolubles en la mayoría de los solventes orgánicos. Estas propiedades se deben en gran medida a los grupos aromáticos que forman la cadena principal del polímero. Sin embargo, son estas mismas propiedades las que limitan su aplicación generalizada debido a la intractabilidad en el procesamiento y la solubilidad. Con la presencia de grupos imida y amida en las unidades de repetición de polímeros, PAI posee propiedades entre poliimidas y poliamidas que ofrecen un buen compromiso entre las altas propiedades térmicas y la procesabilidad. De hecho, la poliimida se procesa principalmente utilizando su precursor poliamico que tiene una propiedad térmica más baja y es soluble en la mayoría de los solventes. Se realizaron varias modificaciones para superar estas dificultades, como la incorporación de enlaces flexibles como la funcionalidad éster y amida. La mezcla con otros polímeros es una opción para mejorar las propiedades deseadas de los compuestos PAL que a menudo se forman con la adición de diversos aditivos y fibras inorgánicas como cargas.
Características
- Resistencia mecánica excepcional
- Moldeado fácil
- Baja emisión de humo
- Alta resistencia a la fatiga y al impacto
- Alto deslizamiento y desgaste
- Excelente estabilidad térmica
- Resistencia a la aviación y fluidos automotrices
- Intrínsecamente ignífugo
Propiedades fisico-mecanicas
PAI exhibe mayor resistencia a la compresión y mayor resistencia al impacto que la mayoría de los plásticos de ingeniería avanzados. La alta resistencia a la fluencia y un coeficiente extremadamente bajo de expansión térmica lineal (CLTE) proporcionan una excelente estabilidad dimensional junto con buenas propiedades de desgaste y fricción. Tienen la resistencia a la temperatura de las poliimidas pero mejores propiedades mecánicas, incluida una buena rigidez y resistencia a la fluencia.
Propiedades Químicas
El polímero tiene buena resistencia química, pero, a altas temperaturas, puede verse afectado por ácidos y bases fuertes y vapor. Las imidas de poliamida también tienen buena resistencia a la radiación y son más estables que las medias de nylon bajo diferentes condiciones de humedad.
Propriedades térmica
Los PAI son de naturaleza amorfa, y son conocido por su rendimiento mecánico excepcional y su excelente resistencia térmica y química. Algunas calidades mantienen su resistencia y rigidez hasta 260°C y se pueden operar en ambientes térmicos y químicos severos incluso bajo un estrés severo con poca o ninguna deformación, desgaste y degradación química. La Tg para varias series de PAI, medida con DSC o DMA, se produjo en el rango de 275-326°C. Un grupo lateral voluminoso, p. adamantyl induce rigidez de la cadena que muestra valores elevados de Tg. La degradación térmica se produjo en el rango de 446-505°C para una pérdida de peso del 10%. La incorporación del grupo trifluorometilo induce una estabilidad a la degradación térmica mucho mayor. Las poliamidas-imidas pueden usarse desde temperaturas criogénicas hasta casi 260°C. Los polímeros PAI son intrínsecamente ignífugos y producen poco humo cuando se queman.
Polimerización
El PAI se sintetizó haciendo reaccionar poliisocianato de arilo con anhídrido trimelítico con el fin de fabricar una estructura de espuma. Después de esto, se formularon varias mezclas de diácido con diisocianato que proporciona productos poliméricos de diferente procesabilidad en fundido, viscosidad, solubilidad en solventes, peso molecular y fusibilidad. Se preparan a partir de una diamina aromática y anhídrido de cloruro de ácido aromático (ruta de cloruro de ácido) o de un diisocianato y anhídrido aromático (ruta de diisociante). Un PAI común es el producto de condensación de cloruro de anhídrido trimelítico (o tricloruro de trimelítico) y metilendianilina.
Procesamiento
La poliamida-imida puede procesarse mediante moldeo por inyección, pero se necesitan tornillos especiales debido a la reactividad del polímero en condiciones de moldeo. Se recomiendan tornillos con baja relación de compresión. Debido a sus propiedades térmicas extremas, sufre de fluidez, por lo tanto, es difícil de procesar utilizando métodos de procesamiento convencionales. Las piezas deben ser recocidas después del moldeo a temperaturas gradualmente incrementadas. Para el moldeo por inyección, la temperatura de fusión debe estar cerca de 355°C con temperaturas de molde de 230°C. El PAI también puede procesarse mediante moldeo por compresión o usarse en forma de solución. Para el moldeo por compresión, generalmente se usa precalentamiento a 280°C, seguido de moldeo entre 330 y 340°C con una presión de 30 MPa. La introducción de un contenido creciente de anhídrido ftálico o la formación de mezclas con poliamida 6 o 66 mejoran la fluidez pero a expensas de las propiedades térmicas. Antes del procesamiento, se recomienda un secado completo para garantizar productos finales no defectuosos, como fragilidad, huecos y espuma. Esto se debe a la naturaleza higroscópica del PAI con la presencia de la funcionalidad amida. El secado puede durar más de 24 horas a 80°C, lo que garantiza un contenido de agua de al menos 500 ppm.
Aplicaciones
Los polímeros de poliamida-imida encuentran aplicación en bujes y sellos hidráulicos, piezas mecánicas para electrónica y componentes de motores. El polímero en solución tiene aplicación como resina laminada para naves espaciales, un acabado decorativo para equipos de cocina y como esmalte de alambre. Los materiales de bajo coeficiente de fricción pueden prepararse mezclando PAI con politetrafluoroetileno y grafito. Las aplicaciones incluyen motores de combustión interna y motores a reacción, rodamientos, quintas ruedas y componentes mecánicos, eléctricos , asientos de válvulas, rodamientos de bolas, bolas de rodamientos, válvulas, anillos de pistón, rodillos, componentes aislantes, sujetadores, bancos de prueba. prueba de conductores, rotores, piezas de recubrimiento, anillos de soporte. Al ser muy resistente al desgaste y la fricción, es ideal para componentes de retención mecánica, como resortes antideslizantes y aquellos con retención de contacto.
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Proprietà | Unità | PAI | PAI GF10 | Propiedad |
Transizione vetrosa Tg | °C | 280 | 280 | Transición de vidrio Tg |
Densità | g/cm2 | 1,4 | 1,46 | Densidad |
Modulo elastico | MPa | 3800 | 5900 | Módulo elástico |
Temperatura di servizio, a lungo termine | °C | 250 | 250 | Temperatura de servicio a largo plazo |
Temperatura di servizio, a breve termine | °C | 270 | 270 | Temperatura de servicio, a corto plazo |
Basse temperatura di servizio | °C | -150 | -150 | Baja temperatura de servicio |