Poliimīds (PI) ir polimēru savienojumu klase, kuras galvenajā ķēdē ir imīda gredzens (-CO-N-CO-). Tam ir lieliskas īpašības, piemēram, izturība pret augstu temperatūru, izturība pret starojumu, izturība pret ķīmisko koroziju, augsta izturība un augsts modulis, un to plaši izmanto kosmosa, elektronikas, automobiļu un mašīnbūves nozarēs. Poliimīda ražošanas procesā galvenokārt ietilpst izejvielu sagatavošana, polimerizācijas reakcija, imidizācijas reakcija, pēcapstrāde un formēšana.
Izejvielu sagatavošanas posmā galvenās izejvielas ir dianhidrīdi (piemēram, piromelīta dianhidrīds PMDA) un diamīni (piemēram, diaminodifenilēteris ODA), kā arī šķīdinātāji (piemēram, N,N-dimetilacetamīds DMAc, N-metilpirolidons NMP utt.). Izejvielām ir jāveic stingra kvalitātes pārbaude, lai nodrošinātu, ka to tīrība un piemaisījumu saturs atbilst ražošanas prasībām. Šķīdinātāja izvēlei ir būtiska ietekme uz polimerizācijas ātrumu un poliimīda veiktspēju; tāpēc tas ir jāizvēlas, pamatojoties uz konkrētām produkta prasībām.
Polimerizācijas reakcija ir poliimīda ražošanas galvenais posms, un to parasti veic, izmantojot divpakāpju metodi. Pirmais solis ir prepolimerizācija, kurā dianhidrīdu un diamīnu sajauc šķīdinātājā noteiktā proporcijā un pakļauj polikondensācijas reakcijai zemā temperatūrā, lai iegūtu poliamīnskābes (PAA) šķīdumu. Šim solim ir nepieciešama stingra reakcijas temperatūras, laika un izejvielu attiecības kontrole, lai nodrošinātu, ka poliamīnskābes molekulmasa un sadalījums atbilst prasībām. Otrais solis ir polimerizācija, kurā prepolimerizētais poliamīnskābes šķīdums tiek tālāk reaģēts augstākā temperatūrā, lai ļautu molekulārajām ķēdēm tālāk augt, veidojot augstas -molekulāras- poliamīnskābes.
Imidizācija ir galvenais solis poliamīnskābes pārvēršanā poliimīdā. Imidizāciju var veikt, izmantojot termisko imidizāciju vai ķīmisko imidizāciju. Termiskā imidizācija ietver poliamīnskābes šķīduma pārklāšanu uz substrāta un cepšanu augstā temperatūrā, lai dehidrētu un ciklizētu poliamīnskābi, veidojot poliimīda plēvi. Ķīmiskā imidizācija ietver dehidratācijas līdzekļa (piemēram, etiķskābes anhidrīda) un katalizatora (piemēram, piridīna) pievienošanu poliamīnskābes šķīdumam un reakciju zemākā temperatūrā, veidojot poliimīdu. Ķīmiskajai imidizācijai ir ātrāks reakcijas ātrums, taču produkta veiktspēja var būt nedaudz zemāka nekā termiski imidizētiem produktiem.
Pēc-apstrādes posmos ietilpst mazgāšana, žāvēšana un pulverizēšana, lai no poliimīda noņemtu šķīdinātājus, neizreaģējušas izejvielas un piemaisījumus, tādējādi uzlabojot produkta tīrību un veiktspēju. Mazgāšana parasti tiek veikta ar ūdeni vai organiskiem šķīdinātājiem, lai noņemtu šķīdinātāju atlikumus un piemaisījumus. Žāvēšanai tiek izmantotas tādas metodes kā žāvēšana ar karstu gaisu vai žāvēšana vakuumā, lai no poliimīda noņemtu mitrumu un gaistošas vielas, nodrošinot produkta stabilitāti. Pulverizēšana sadala žāvētos poliimīda blokus pulverī, atvieglojot turpmākos formēšanas procesus.
Formēšanas procesi ietver poliimīda pulvera vai plēves veidošanu vēlamās formas un izmēra izstrādājumos. Formēšanas metodes ietver iesmidzināšanu, ekstrūzijas, presēšanas formēšanu un stiepšanu. Iesmidzināšana ir piemērota, lai ražotu poliimīda izstrādājumus ar sarežģītām formām un augstu izmēru precizitātes prasībām, piemēram, zobratu un gultņu. Ekstrūzijas formēšana ir piemērota nepārtraukta garuma poliimīda profilu, piemēram, cauruļu un stieņu, ražošanai. Kompresijas formēšana ir piemērota liela-izmēra, biezu-poliimīda izstrādājumu, piemēram, lokšņu un konstrukciju sastāvdaļu, ražošanai. Stretch formēšana galvenokārt tiek izmantota poliimīda plēvju ražošanai, uzlabojot plēves orientāciju un mehāniskās īpašības, izmantojot stiepšanu.
Poliimīda ražošanas laikā uzmanība jāpievērš drošībai un vides aizsardzībai. Polimerizācijas un imidizācijas reakcijas var radīt kaitīgas gāzes un atkritumu šķidrumus, kam nepieciešama efektīva ventilācija un dūmgāzu apstrādes pasākumi, lai nodrošinātu drošu ražošanas vidi. Vienlaikus atkritumu šķidrumi un atlikumi ir pienācīgi jāapstrādā, lai novērstu vides piesārņojumu.
