คุณสมบัติพื้นฐาน การดัดแปลง และการประยุกต์ใช้โพลีอิไมด์ (PI)

พอลิอิไมด์ (PI) เป็นพอลิเมอร์เฮเทอโรไซคลิกอะโรมาติกที่มีหมู่พทาลิไมด์ซ้ำๆ กันในสายโซ่หลักของโมเลกุล ถือเป็นพลาสติกวิศวกรรมประเภทหนึ่งที่ทนความร้อนได้ดีที่สุดในปัจจุบัน พอลิอิไมด์ประเภทหลักๆ ได้แก่ พอลิอิไมด์ชนิดเบนซิน พอลิอิไมด์ชนิดอีเทอร์แอนไฮไดรด์ พอลิเอไมด์-อิไมด์ และพอลิอิไมด์ชนิดมาเลอิกแอนไฮไดรด์

เรซินโพลีอิไมด์ทนความร้อนสูง สามารถทนอุณหภูมิได้ 490°C ในระยะเวลาสั้น และ 290°C ในระยะยาว จึงเหมาะสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ นอกจากนี้ เรซินโพลีอิไมด์ยังมีคุณสมบัติต้านทานการสึกหรอและแรงเสียดทานที่ดี มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดี ทนต่อสารเคมี ทนต่อรังสี มีเสถียรภาพที่อุณหภูมิต่ำ และทนไฟ

โพลีอิไมด์ชนิดเบนซินเป็นตัวแทนของโพลีคอนเดนเซชันโพลีอิไมด์ เนื่องจากโพลีอิไมด์ชนิดนี้ไม่ละลายน้ำและไม่หลอมละลาย จึงยากต่อการแปรรูป โดยทั่วไปแล้ว โพลีอิไมด์สามารถนำไปอัดเป็นผลิตภัณฑ์พลาสติกได้เฉพาะจากผงขึ้นรูปด้วยกรรมวิธีทางโลหะผง หรือขึ้นรูปเป็นฟิล์มบางได้โดยการจุ่มหรือหล่อ นอกจากนี้ หลังจากชุบผ้าแก้วในสารละลายกรดโพลีอะมิกแล้ว ก็สามารถขึ้นรูปเป็นแผ่นได้โดยการกดด้วยความร้อน

โพลีอิไมด์ชนิดโมโนอีเทอร์แอนไฮไดรด์เป็นโพลีอิไมด์ชนิดหลอมได้ชนิดหนึ่ง เมื่อเทียบกับชนิดเบนซิน ประสิทธิภาพการขึ้นรูปและกระบวนการขึ้นรูปของโพลีอิไมด์ชนิดนี้ดีขึ้นอย่างมาก ไม่เพียงแต่สามารถขึ้นรูปได้เท่านั้น แต่ยังขึ้นรูปได้ด้วยการฉีด การอัดรีด และวิธีการอื่นๆ อีกด้วย นอกจากนี้ยังสามารถนำไปขึ้นรูปเป็นฟิล์มได้โดยการชุบและการหล่อ

วิธีการดัดแปลงโพลีอิไมด์ประกอบด้วยการเสริมแรง การเติม และการผสมโลหะผสม สามารถเติมใยแก้ว ใยโบรอน ใยคาร์บอน และใยโลหะเพื่อเพิ่มความแข็งแรง และลดค่าใช้จ่าย และสามารถนำไปใช้ผลิตชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูงได้ สารตัวเติมอนินทรีย์ เช่น กราไฟต์ โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ หรือโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน สามารถใช้เป็นสารตัวเติมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการหล่อลื่นและลดต้นทุน สามารถใช้ผลิตแหวนลูกสูบ ซีลวาล์ว ซีลลูกปืน และชิ้นส่วนอื่นๆ โพลีอิไมด์สามารถผสมและดัดแปลงด้วยเรซินอีพอกซี โพลียูรีเทน โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน และโพลีอีเทอร์อีเทอร์คีโตน เพื่อสร้างโลหะผสมผสม

อีเธอร์แอนไฮไดรด์โพลีอิไมด์สามารถนำไปใช้ในการผลิตใบพัดของคอมเพรสเซอร์ แหวนลูกสูบ ปะเก็นซีล ตลับลูกปืน ที่นั่งวาล์ว ตลับลูกปืน ตัวล็อคตลับลูกปืน บูช เฟือง ผ้าเบรก และชิ้นส่วนอื่นๆ

เทอร์โมพลาสติกโพลีอิไมด์ใช้เป็นหลักในสาขาอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าเพื่อผลิตซ็อกเก็ตที่ทนต่ออุณหภูมิสูง ตัวเชื่อมต่อ แผงวงจรพิมพ์ ฮาร์ดดิสก์คอมพิวเตอร์ ตัวพาชิปวงจรรวม และส่วนประกอบอื่นๆ

ในอุตสาหกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ชิ้นส่วนที่ทำจากวัสดุโพลีเอเทอร์อิไมด์ (PEI) ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย ซึ่งรวมถึงขั้วต่อที่มีความแข็งแรงสูงและมีเสถียรภาพด้านขนาด ตัวเรือนรีเลย์แบบธรรมดาและขนาดเล็ก แผงวงจร ขดลวด ตัวสะท้อนแสง และส่วนประกอบใยแก้วนำแสงที่มีความแม่นยำสูง สิ่งสำคัญอย่างยิ่งคือ การใช้ PEI ทดแทนโลหะในการผลิตขั้วต่อใยแก้วนำแสง สามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างส่วนประกอบ ลดความซับซ้อนของขั้นตอนการผลิตและการประกอบ และรักษาขนาดที่แม่นยำยิ่งขึ้น จึงมั่นใจได้ว่าต้นทุนของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะลดลงประมาณ 40%

แผ่นโพลีเอเทอร์ฟทาลิไมด์ Ulteml613 ทนแรงกระแทก ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนต่างๆ ของเครื่องบิน เช่น ช่องหน้าต่าง ช่องจมูก พนักพิง แผงผนังด้านใน ผ้าคลุมประตู และสิ่งของต่างๆ สำหรับผู้โดยสาร วัสดุคอมโพสิตที่ประกอบด้วย PEI และคาร์บอนไฟเบอร์ถูกนำมาใช้ในโครงสร้างของชิ้นส่วนต่างๆ ของเฮลิคอปเตอร์รุ่นล่าสุด ด้วยคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม ทนความร้อน และทนต่อสารเคมี PEI จึงถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ เช่น การผลิตตัวเชื่อมต่ออุณหภูมิสูง ไฟหน้าและไฟเลี้ยวกำลังสูง เซ็นเซอร์สำหรับควบคุมอุณหภูมิภายนอกรถยนต์ (เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิเครื่องปรับอากาศ) และเซ็นเซอร์สำหรับควบคุมอุณหภูมิของส่วนผสมอากาศและเชื้อเพลิง (เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพ) นอกจากนี้ PEI ยังสามารถใช้เป็นใบพัดปั๊มสุญญากาศที่ทนทานต่อการกัดกร่อนของน้ำมันหล่อลื่นที่อุณหภูมิสูง ข้อต่อกระจกเจียร (ซ็อกเก็ต) ของเครื่องกลั่นที่ทำงานที่อุณหภูมิ 180°C และแผ่นสะท้อนแสงสำหรับหลอดไฟกันฝ้าแบบไม่มีไฟ PEI มีความทนทานต่อการไฮโดรไลซิสที่ดีเยี่ยม จึงสามารถนำไปใช้เป็นด้ามจับ ถาด แคลมป์ ขาเทียม แผ่นสะท้อนแสงสำหรับโคมไฟทางการแพทย์ และอุปกรณ์ทันตกรรมสำหรับเครื่องมือผ่าตัดทางการแพทย์ PEI มีคุณสมบัติเชิงกลที่อุณหภูมิสูงและทนต่อการสึกหรอได้ดีเยี่ยม จึงสามารถนำไปใช้ผลิตชิ้นส่วนวาล์วสำหรับวาล์วเปลี่ยนทิศทางท่อน้ำได้