這種材料被稱為工程塑料中的“黃金”，嫦娥上的國(guó)旗都是用它做的！
2019-05-21 15:09:38
作者：本網(wǎng)整理 來(lái)源：CPRJ塑料橡膠，二知了
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最近有在關(guān)注中國(guó)探索月球大新聞的朋友們，是否有注意到一個(gè)小小細(xì)節(jié)，在極端的月球氣溫環(huán)境中（白天最高溫度可達(dá)160攝氏度，夜間最低溫度低到零下180攝氏度），嫦娥四號(hào)著陸器及玉兔二號(hào)巡視器身上的五星紅旗依然色彩鮮艷。
亮麗的“中國(guó)紅”在每次傳回地球的探月照片中十分吸睛。
如何讓五星紅旗在月面近300度的溫差和強(qiáng)紫外環(huán)境下，依然鮮亮且長(zhǎng)久不褪色？
這其中大有學(xué)問(wèn)！
據(jù)悉，航天科技人員選擇了聚酰亞胺的有機(jī)高分子薄膜材料用于制作嫦娥四號(hào)著陸器及玉兔二號(hào)巡視器身上的五星紅旗。
聚酰亞胺是綜合性能最佳的有機(jī)高分子材料之一，耐高溫達(dá)400℃以上 ，長(zhǎng)期使用溫度范圍-200～300℃，部分無(wú)明顯熔點(diǎn)，高絕緣性能。這一特性，再適合月球生存不過(guò)了！
為了讓國(guó)旗牢牢附著在探測(cè)器表面，采用背膠與鉚釘相結(jié)合的固定方式，國(guó)旗質(zhì)量從200克下降到20克，最大限度地降低對(duì)星用載荷儀器的影響。
位置也有講究！研制團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了上百次模擬演練，幾乎試遍了每一個(gè)可用的區(qū)域，驗(yàn)證了每一個(gè)可能的光線范圍和拍攝角度、拍攝距離。
最終選定綁定國(guó)旗的C位，讓著陸器和巡視器上的國(guó)旗，都在對(duì)方的攝像范圍之內(nèi)，確保清晰可見(jiàn)。
國(guó)旗的上色工藝也是量身定制。
據(jù)悉最初選用激光噴繪，表面細(xì)小的顆粒物總讓人感覺(jué)色彩不均勻。
最后完全更換了工藝，特別委托研制了一套高精度的絲網(wǎng)印刷設(shè)備，印制出的五星紅旗比鏡面還光滑，在陽(yáng)光下熠熠生輝。
18.jpg可試驗(yàn)中還是出了問(wèn)題，當(dāng)真空環(huán)模試驗(yàn)溫度增加到一定水平時(shí)，紅旗的色彩和圖案全部蒸發(fā)，只剩下一片光禿禿的長(zhǎng)方形材料。
科研人員經(jīng)過(guò)一個(gè)多月加班加點(diǎn)，連續(xù)進(jìn)行了七次熱真空試驗(yàn)，以5℃為一個(gè)步進(jìn)單位逐步調(diào)整試驗(yàn)溫度，終于找到了癥結(jié)所在。
最終，在±170℃范圍內(nèi)，整整一個(gè)月的真空環(huán)境試驗(yàn)，五星紅旗都能保持本色，鮮艷如新！
厲害了，聚酰亞胺！
“玉兔”、“嫦娥”身上的國(guó)旗鮮紅靚麗，著實(shí)讓聚酰亞胺材料又火了一把，今天小編帶大家詳細(xì)了解一下聚酰亞胺。
聚酰亞胺（PI）由含有酰亞胺基鏈節(jié)構(gòu)建的芳雜環(huán)高分子化合物，具備高強(qiáng)度高韌性、耐磨耗、耐高溫、防腐蝕等特殊性能，是一種耐熱性工程塑料。由于其性能與合成綜合特點(diǎn)，作為結(jié)構(gòu)材料或是功能材料均具有巨大前景，被稱為是“解決問(wèn)題的能手”（protion solver），并認(rèn)為“沒(méi)有聚酰亞胺就不會(huì)有今天的微電子技術(shù)”。
聚酰亞胺（PI）作為一種特種工程材料，廣泛應(yīng)用于航空、航天、電氣電子、半導(dǎo)體工程、微電子及集成電路、納米材料、液晶顯示器、LED 封裝、分離膜、激光、機(jī)車、汽車、精密機(jī)械和自動(dòng)辦公機(jī)械等領(lǐng)域。
一、聚酰亞胺性能特點(diǎn)
作為優(yōu)秀的特種工程材料，聚酰亞胺的性能可以通吃所有材料品質(zhì)中的高端性能。
1、適用溫度范圍廣：高溫部分：全芳香聚酰亞胺，分解溫度500℃左右。長(zhǎng)期使用溫度-200～300 ℃，無(wú)明顯熔點(diǎn)。低溫部分：－269℃的液態(tài)氦中不會(huì)脆裂。
2、機(jī)械性能強(qiáng)：未填充的塑料的抗張強(qiáng)度都在100Mpa以上；均苯型聚酰亞胺的薄膜（Kapton）為170Mpa以上，而聯(lián)苯型聚酰亞胺（UpilexS）達(dá)到400Mpa。
3、絕緣性能好：良好的介電性能，介電常數(shù)為3.4左右，引入氟，或?qū)⒖諝饧{米尺寸分散在聚酰亞胺中，介電常數(shù)可以降到2.5左右。
4、耐輻射：聚酰亞胺具有很高的耐輻照性能，其薄膜在5×109rad快電子輻照后強(qiáng)度保持率為90％。
5、自熄性：聚酰亞胺是自熄性聚合物，發(fā)煙率低。聚酰亞胺在極高的真空下放氣量很少。
6、穩(wěn)定性：一些聚酰亞胺品種不溶于有機(jī)溶劑，對(duì)稀酸穩(wěn)定，一般的品種不大耐水解。
7、無(wú)毒：聚酰亞胺無(wú)毒，并經(jīng)得起數(shù)千次消毒?？捎脕?lái)制造餐具和醫(yī)用器具，有一些聚酰亞胺還具有很好的生物相容性，例如，在血液相容性實(shí)驗(yàn)為非溶血性，體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)為無(wú)毒。
二、聚酰亞胺的合成
聚酰亞胺是分子結(jié)構(gòu)含有酰亞胺基鏈節(jié)的芳雜環(huán)高分子化合物，可分為均苯型PI，可溶性PI，聚酰胺-酰亞胺（PAI）和聚醚亞胺（PEI）四類。合成方式可分為縮聚型和加聚型：
縮聚型聚酰亞胺：以DMF、DMAC、NMP等強(qiáng)極性溶劑，經(jīng)低溫縮聚，形成聚酰胺酸，再經(jīng)成膜或者紡絲后，高溫脫水，形成聚酰亞胺；或以乙酐或叔胺類催化劑，化學(xué)脫水，形成聚酰亞胺溶液和粉末。
芳香二酸和二酐，高沸點(diǎn)溶劑下脫水，加熱縮聚，形成聚酰亞胺。影響聚酰亞胺合成主要關(guān)鍵點(diǎn)：?jiǎn)误w純度，純度越高，聚合反應(yīng)發(fā)生越容易。
加聚型聚酰亞胺：主要有聚雙馬來(lái)酰亞胺和降冰片烯基封端聚酰亞胺。其中，現(xiàn)行工業(yè)研究推廣較為廣發(fā)的方法：縮聚成聚酰胺酸后，再進(jìn)一步亞胺化，形成目標(biāo)聚酰亞胺。
三、聚酰亞胺材料的瓶頸
1、單體合成：芳香胺合成工藝比較成熟。芳香酸酐，合成工藝較為復(fù)雜，純度不夠，且產(chǎn)量有限，從而導(dǎo)致成本居高不下，限制聚酰亞胺發(fā)展。
2、聚合工藝中使用的溶劑價(jià)格較高，且在體系中殘留，難以除去。所需要的高溫處理對(duì)于能耗以及設(shè)備要求較高，限制其發(fā)展。
3、酰亞胺生產(chǎn)規(guī)模太小，難以形成產(chǎn)業(yè)，聚酰亞胺副反應(yīng)多而且復(fù)雜，并且對(duì)外信息溝通不暢。
四、聚酰亞胺材料的應(yīng)用領(lǐng)域
1、薄膜：此類是聚酰亞胺最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的產(chǎn)品形式?，F(xiàn)在高端的使用領(lǐng)域?yàn)椋禾?yáng)能基板。
2、涂料：主要依托性能是其介電常數(shù)小，類似絕緣，主要應(yīng)用對(duì)象是電器絕緣漆，包裹在電線表層。
3、耐高溫復(fù)合材料，主要應(yīng)用與航空航天領(lǐng)域。
4、液晶顯示：取向排列劑：聚酰亞胺在TN-LCD、SHN-LCD、TFT-CD及未來(lái)的鐵電液晶顯示器的取向劑材料方面都占有十分重要的地位。
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標(biāo)簽： 工程塑料, “黃金”, 嫦娥四號(hào)著陸器, 國(guó)旗
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