폴리이미드는 높은 열적 안정성과 화학적 저항성으로 알려진 폴리머, 또는 플라스틱의 한 종류이다. 전기 절연체, 항공우주 및 전자 장치와 같이 고온 저항이 필요한 용도에 자주 사용됩니다. 폴리이미드는 필름, 섬유, 고체 등 다양한 형태 및 형태로 형성될 수 있다. 탄소 섬유 강화 폴리이미드 복합체와 같은 다른 첨단 물질의 생산을 위한 모재로도 사용된다. 또한 폴리이미드는 플렉시블 프린트 기판, 전자 디스플레이 및 기타 전자 장치에 널리 사용된다.
폴리이미드의 역사
폴리이미드의 역사는 20세기 초로 거슬러 올라가는데, 연구자들은 이미드 화합물을 잠재적인 고분자 물질로 처음 실험하기 시작했다. 1930년대에, 나일론에 대한 연구로도 유명한 월리스 캐로더스라는 이름의 영국 화학자가 여러 이미드 화합물을 합성하고 높은 열 안정성을 관찰했습니다.
1950년대 듀폰의 화학자 폴 모간트 박사는 특정한 디아민과 이무수물을 가열함으로써 매우 높은 유리전이온도(Tg)를 가진 중합체를 생산할 수 있다는 것을 발견했는데, 이것은 물질이 고온에서 형태와 강도를 유지하는 능력을 측정하는 척도이다. 이 중합체는 "폴리이미드"로 명명되었고 듀폰은 이 특정 유형의 폴리이미드에 대한 상표인 캡톤을 등록했다.
1960년대에 폴리이미드는 전기 절연체, 항공우주 및 전자 장치와 같은 다양한 산업 분야에서 사용되기 시작했다. 1970년대와 1980년대에 제조 기술의 발전으로 매우 얇은 두께와 높은 유전 강도를 갖는 폴리이미드 필름을 생산할 수 있게 되면서 전자 응용 분야에서 폴리이미드의 사용이 크게 증가하였다.
최근 폴리이미드에 대한 연구는 폴리이미드의 특성을 향상시키고 보다 비용 효율적으로 만들기 위한 새로운 폴리이미드 전구체, 새로운 합성 방법 및 새로운 가공 기술을 개발하는 데 초점이 맞춰지고 있다.
또한 폴리이미드는 항공우주, 자동차, 의료 및 에너지 저장을 포함한 광범위한 응용 분야에서 사용되고 있다. 또한, 새로운 폴리이미드 복합체, 폴리이미드계 나노 복합체, 폴리이미드계 하이브리드 재료 등이 개발되고 있다.
전체적으로 폴리이미드는 오랜 발전과 혁신의 역사를 가지고 있으며, 많은 산업 및 기술 분야에서 중요한 재료로 계속 사용되고 있다.
주요특성
- 사용온도 (Operating temperature range) : -269°C to 400°C
- 유리전이 온도 (Glass transition temperature) : > 365°C
- 인장강도 (Tensile strength): 40-70 MPa
- 연신율 (Elongation at break): 10-50%
- 유전 상수 (Dielectric constant): 3.5-4.2
- 유전강도 (Dielectric strength): >10^6 V/m
- 체적저항률 (Volume resistivity): >10^14 ohm-cm
- 수분 흡수율 (Water absorption): <0.3%
- 인화성 등급 (Flammability rating): UL94 V-0 (self-extinguishing)
이러한 값은 특정 폴리이미드 조성물 및 사용되는 제조 공정에 따라 달라질 수 있다.
사용처
폴리이미드는 높은 열적 안정성, 내화학성 및 기계적 특성으로 인해 다양한 용도로 사용될 수 있다.
- 전기 절연: 폴리이미드 필름은 모터, 발전기, 변압기 등에서 고온의 전기 절연 재료로 사용되는 경우가 많다.
- 항공우주: 폴리이미드는 종종 전기 배선의 절연, 연료 전지 및 기타 부품의 제조와 같은 항공우주 분야에 사용된다.
- 전자 장치: 폴리이미드는 플렉서블 인쇄회로기판(FPCB), 전자표시장치(Electronic Display) 등의 전자기기에서 기판재료로 일반적으로 사용된다.
- 접착제: 폴리이미드는 고온 및 내화학성이 요구되는 재료를 접착하기 위한 접착제로 사용될 수 있다.
- 복합 재료: 폴리이미드는 항공우주 및 기타 고성능 용도에 사용되는 강하고 가벼운 복합체를 만들기 위해 탄소 섬유와 같은 다른 재료와 함께 강화될 수 있다.
- 라벨링 및 인쇄: 폴리이미드 필름은 전자기기, 유리, 금속 및 기타 고온 및 내화학성이 요구되는 표면에 인쇄, 절단 및 라벨로 적용할 수 있다.
- 직물: 폴리이미드 섬유는 높은 내열성, 유연성 및 낮은 열수축성을 가지고 있어 내열성 섬유 생산에 사용된다.
위의 예시말고도 특정 용도에 따라, 재료의 특성을 최적화하기 위해 상이한 폴리이미드 조성물 및 가공 기술이 사용될 수 있다.
가격
폴리이미드의 가격은 폴리이미드의 구체적인 종류, 재료의 양과 형태, 제조사 등 여러 요인에 따라 달라진다. 일반적으로 폴리이미드는 다른 종류의 플라스틱에 비해 상대적으로 고가의 재료로 여겨진다.
예를 들어 폴리이미드 필름의 가격은 표준 등급 필름의 경우 평방미터당 몇 달러에서 고성능 필름의 경우 평방미터당 몇 백 달러까지 다양할 수 있다. 마찬가지로 폴리이미드 섬유의 가격은 표준 등급 섬유의 경우 킬로그램 당 몇 달러에서 고성능 섬유의 경우 킬로그램 당 몇 백 달러까지 다양할 수 있다.
폴리이미드의 가격은 필름, 섬유, 펠릿, 분말, 액체 등의 형태와 구입하는 수량에 따라 달라진다.
다음은 일반적인 개념을 제공할 수 있는 폴리이미드의 대략적인 가격 범위이다.
- 폴리이미드 필름 (film) : 평방미터당 $5~$200
- 폴리이미드 섬유 (fibers) : 킬로그램당 $10~ $500
- 폴리이미드 펠릿 (Pellets) : 킬로그램당 $20~$100
- 폴리이미드 파우더 (Powder) : 킬로그램당 $50~ $200
이러한 가격은 대략적인 범위이며 현재 시장 상황 또는 다양한 폴리이미드 유형의 특정 가격을 반영하지 않을 수 있다. 또한 이러한 가격은 대량 구매를 위한 것이며, 소량일 경우 가격이 더 높을 수 있다.
항상 제조업체 또는 공급업체에 최신 가격 정보를 확인하는 것이 가장 좋다.
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