PEI - Reemplazo de Peek, advenedizo en Dielectrics

December 09, 2023

¿Qué es Pei?

La politherimida, denominada PEI, se llama polietherimida en inglés y tiene una apariencia ámbar. Es un plástico de ingeniería especial termoplástico amorfo que introduce enlaces de éter flexibles (-ror-) en las moléculas de cadena larga de poliimida rígida.

Estructura de PEI

Como poliimida termoplástica, PEI puede mejorar significativamente la baja termoplasticidad y la dificultad en el procesamiento de la poliimida introduciendo enlaces de éter (-ror-) en la cadena principal del polímero mientras retiene la estructura del anillo de imida. pregunta.

Características de PEI

ventaja:

Alta resistencia a la tracción, la fuerza está por encima de 110MPa;

Alta resistencia a la flexión, resistencia por encima de 150MPA;

Excelente capacidad de carga termomecánica, temperatura de deformación térmica mayor o igual a 200 ° C;

Buena resistencia a la fluencia y resistencia a la fatiga;

Excelente rendimiento de retardante de llama y baja combustión de humo;

Tiene excelentes propiedades dieléctricas y de aislamiento;

Excelente estabilidad dimensional, bajo coeficiente de expansión térmica;

Alta resistencia al calor, se puede usar durante mucho tiempo a 170 ℃;

Puede pasar a través de microondas.

defecto:

Contiene BPA (bisfenol A), que limita su aplicación en productos relacionados con los bebés;

Muesca de impacto sensible;

La capacidad de resistir álcali es promedio, especialmente en condiciones de calefacción.

Preparación de PEI

¿Para qué se usa PEI?

PEI tiene una buena resistencia a la temperatura y una estabilidad dimensional, así como a la resistencia química, al retraso de la llama, a las propiedades eléctricas, alta resistencia, alta rigidez, etc. Su estabilidad térmica superior se puede usar para hacer dispositivos a alta temperatura y resistentes al calor; Las propiedades mecánicas se pueden mejorar y modificar agregando fibra de vidrio, fibra de carbono u otros rellenos; Estas propiedades también hacen que PEI se use ampliamente en terminales de alta temperatura, bases IC, equipos de iluminación, FPCB (placas de circuito flexibles), equipos de entrega de líquidos e piezas de interiores de aeronaves, equipos médicos y electrodomésticos.

Industria electrónica y eléctrica

En la industria electrónica y eléctrica, se puede utilizar PEI con excelentes propiedades mecánicas para fabricar muchas piezas, como conectores que requieren alta estabilidad dimensional, conchas de pequeños relés, placas de circuito, etc.

El PEI también se puede utilizar para fabricar componentes de fibra óptica con mayor precisión, como conectores de fibra óptica. El uso de PEI en lugar de metal para fabricar componentes de fibra óptica no solo puede mantener la estructura optimizada de las piezas, mantener dimensiones más precisas, simplificar el proceso de ensamblaje, sino también reducir los costos de fabricación y ensamblaje. Además, el PEI a menudo se usa como interruptores, bases y otras partes en la industria de los instrumentos.

Campo de maquinaria automotriz

Se puede utilizar para piezas mecánicas de fricción de alta temperatura, como rodamientos, intercambiadores de calor, cubiertas de carburador, etc.

Campo aeroespacial

Se puede utilizar para fabricar algunas partes internas de los aviones, como tapas de espoleta de cohetes, equipos de iluminación de aviones, etc.

campo médico

Se puede usar como manijas, bandejas, abrazaderas, prótesis, reflectores de luz médica y electrodomésticos dentales para instrumentos quirúrgicos médicos. También se puede utilizar en equipos médicos como ventiladores, máquinas de anestesia, bandejas de esterilización, guías quirúrgicas, pipetas y laboratorios. Jaulas de animales, etc.

Campo de electrodomésticos

Se puede usar como empaque de productos y bandejas de microondas.

PEI es ampliamente utilizado
Vale la pena mencionar que PEI se considera un prometedor material dieléctrico de polímero de almacenamiento de energía debido a sus buenas propiedades térmicas y mecánicas, baja pérdida dieléctrica y un excelente rendimiento de almacenamiento de energía. Además del almacenamiento de energía dieléctrica, la excelente estabilidad dimensional de PEI, la electro sobre la transmisión y la transmitancia de las olas lo convierten en otro gran escenario de aplicación en las comunicaciones 5G.
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Comunicación óptica

Los materiales PEI lideran el campo de las comunicaciones ópticas y se utilizan ampliamente en conectores de fibra óptica y componentes ópticos de módulos de transceptor óptico.

Primero, el material PEI tiene una buena penetración infrarroja, con una transmitancia de más del 88% en la banda de frecuencia de comunicación óptica de 850-1550 nm. Su alto índice de refracción permanece constante a pesar de los cambios en la temperatura y la humedad, y puede soportar hasta 2,000 horas. La doble prueba de 85 (85 ℃/85% de humedad); En segundo lugar, tiene una excelente estabilidad dimensional a largo plazo, que puede proporcionar un acoplamiento óptico confiable para la transmisión de la señal; En tercer lugar, tiene alta resistencia y alta módulo, que puede reemplazar las fibras ópticas hechas en metal. Conectores, adaptadores y otros componentes estructurales; Cuarto, tiene las características de alta estabilidad dimensional y alta resistencia, así como una muy buena resistencia al clima. Se puede utilizar en el campo de los conectores impermeables de las cajas de división de fibra óptica o las estaciones base, y puede cumplir con los requisitos impermeables de IP67, y mejorar significativamente la opresión del aire y la confiabilidad del producto del aire a largo plazo.
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Conector de RF

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Aislador de conector RF
Los aisladores del conector de RF requieren materiales que proporcionen buenas propiedades dieléctricas, pérdida dieléctrica baja y estable, buenas propiedades mecánicas, excelente estabilidad dimensional para un fácil ensamblaje y un rendimiento confiable de producción en masa. Los materiales PEI son excelentes en todos los aspectos anteriores. Puede cumplir con los requisitos de la aplicación y se ha convertido en la primera opción de material aislante para conectores RF.
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filtrar

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filtrar
Como material amorfo con una temperatura de transición de vidrio alta, el material PEI tiene un coeficiente de expansión térmica lineal similar al de la aleación de aluminio, la excelente resistencia al calor y la estabilidad dimensional, la confiabilidad a largo plazo, la pérdida dieléctrica baja y estable, se puede electrochar, y TI tiene las características de una buena adhesión metálica y otras características, y muestra ventajas incomparables de otros materiales plásticos en la aplicación de filtros de cavidad. Además, las unidades de filtro de cavidad de antena de la estación base 5G hechas de materiales PEI pueden lograr reducciones de peso de hasta el 30%; y se puede producir en masa a través de procesos de moldeo por inyección para mantener la precisión dimensional por lotes a lotes y reducir los costos de producción.
Con el desarrollo tecnológico de 5G, el tamaño del producto se reduce y la precisión y los requisitos de rendimiento mecánico son más estrictos. Las ventajas de la aplicación de PEI se están volviendo cada vez más obvias.
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Palanca de cambios

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Palanca de cambios
En las antenas de la estación base, PEI también se usa ampliamente en las palancas de la fase, ya sea la hoja dieléctrica de una palanca de cambios de fase dieléctrica o el soporte de PCB en una palanca de cambios de fase de anillo, todos se benefician del buen tamaño y el rendimiento de los materiales de PEI en una amplia temperatura rango. Estabilidad de las propiedades dieléctricas, baja pérdida dieléctrica, alta resistencia mecánica y excelente resiliencia. Con la comercialización gradual de las estaciones base 5G y la búsqueda de reducir aún más el consumo y los costos de energía, las palancas de fase dieléctricas tradicionales o los cambios de fase de anillo tendrán la oportunidad de reemplazar las palancas de la fase de chip y ser ampliamente utilizado en antenas MIMO masivas 5G.
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Distribución de la capacidad de producción de PEI

Se puede decir que PEI es el producto de poliimida con la producción más grande, los beneficios más utilizados y más económicos en la actualidad. En la actualidad, los principales fabricantes de PEI en el mundo incluyen SABIC, RTP, Ensinger, etc. Las marcas comunes incluyen Sabic Ultem ™ y Ensinger Tecapei.
PEI fue desarrollado por primera vez por GE en los Estados Unidos en 1972. En 1982, GE tomó la iniciativa de realizar la producción industrial de PEI y lo llamó Ultem ™. En 2007, SABIC completó la adquisición de la división GE Plastics y produjo la resina ULTEM ™ PEI. Sabic ahora tiene dos bases que producen resina Ultem ™, una en Mount Vernon, Indiana, y otra en Cartagena, España. Para servir mejor a los clientes asiáticos, en 2018, Sabic anunció la expansión de la capacidad de producción Ultem ™ en Singapur, por lo tanto, la producción global ha aumentado en un 50%. Según la información en el informe anual de 2021 publicado por SABIC, la fábrica de Singapur se pondrá en uso en 2022. (Nota: Debido a la información limitada, es temporalmente imposible determinar la capacidad de producción actual de PEI de SABIC. Los datos muestran que Sabic ocupó 70.36% de la cuota de mercado en 2016)
Sin embargo, debido al inicio tardío de la industria nacional de PEI, la cuota de mercado es pequeña y el nivel general de la industria es relativamente atrasado. El problema más importante restringir el desarrollo de la industria es el alto costo de producción de la materia prima BPADA. Por lo tanto, es particularmente importante mejorar el proceso de síntesis de BPADA.
En la actualidad, no hay equipos de producción de PEI a gran escala en mi país. El Instituto de Investigación de Resinas Síntesis de Shanghai ha realizado investigaciones sobre PEI anteriormente. Ahora tiene una planta piloto PEI de 10 toneladas/año y se está preparando para construir una planta PEI de 100 toneladas/año para satisfacer la demanda del mercado interno.
Además, el 11 de septiembre de 2020, China Chemical Engineering y Yoju New Materials Co., Ltd. celebró una ceremonia de firma para el proyecto de polietherimida de plástico especial de Yoju Engineering en Wuhan. La firma de este proyecto marca que el primer proyecto de polietherimida de polietherimida de plástico especial de alta gama en China ha ingresado a la etapa de implementación.
Además, según el plan de Yoju New Materials, se implementará un proyecto de resina PEI con una producción anual de 5,000 toneladas desde agosto de 2022 hasta diciembre de 2022, con la marca Paryls®pei.
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Mira que debe mencionarse

Cuando se trata de PEI, tenemos que hablar sobre Peek.
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Apariencia
Peek, cuyo nombre científico es la polietheretheretona, es un polímero compuesto por unidades de repetición que contienen un enlace cetona y dos enlaces de éter en la estructura de la cadena principal. Es un material de polímero especial. Peek tiene una apariencia beige y tiene una buena procesabilidad, resistencia al deslizamiento y al desgaste, una buena resistencia a la fluencia, una muy buena resistencia química, buena resistencia a la hidrólisis y al vapor sobrecalentado, y resistencia a la radiación de alta temperatura. Además, su térmica tiene una alta temperatura de deformación y un buen retraso intrínseco de la llama.
Peek se usó por primera vez en el campo aeroespacial para reemplazar el aluminio, el titanio y otros materiales metálicos para fabricar piezas de aeronaves interiores y exteriores. Debido a que Peek tiene excelentes propiedades integrales, ahora puede reemplazar materiales tradicionales como metales y cerámica en muchos campos especiales. Su alta resistencia a la temperatura, auto-lubricación, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga lo convierten en uno de los plásticos de ingeniería de alto rendimiento más populares en la actualidad.
Ambos son materiales de polímero termoplástico. Las características de PEI son similares a las de Peek. Incluso se puede decir que es el reemplazo de Peek. Echemos un vistazo a las diferencias entre los dos.
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En comparación con Peek, el rendimiento integral de PEI también es más llamativo, y su mayor ventaja radica en el costo. Esta es también la razón principal por la cual algunos diseños de aviones y selección de materiales eligen materiales compuestos PEI. El costo integral de sus piezas es más bajo que el del metal y los materiales compuestos termoestables. Los materiales y los compuestos de vista son bajos.
Cabe señalar que, aunque PEI es rentable, su resistencia a la temperatura no es demasiado alta. En los solventes clorados, el agrietamiento por estrés es propenso a ocurrir, y su resistencia a los solventes orgánicos no es tan buena como el vistazo de polímero semicristalino. En términos de procesamiento, a pesar de que PEI tiene la procesabilidad de los plásticos tradicionales de ingeniería termoplástica, requiere una temperatura de fusión más alta.