ポリイミド (PI) は、分子の主鎖にフタルイミド基が繰り返される芳香族複素環式ポリマーであり、現在入手可能な最も耐熱性の高いエンジニアリングプラスチックの 1 つです。
ポリイミドの特性
ポリイミド（PI）は、分子の主鎖にフタルイミド基を反復する芳香族複素環式ポリマーです。現在、エンジニアリングプラスチックの中で最も耐熱性に優れた種類の一つです。主なポリイミドの種類としては、ベンゼン型ポリイミド、エーテル無水物型ポリイミド、ポリアミドイミド、無水マレイン酸型ポリイミドなどがあります。
ポリイミド樹脂は耐熱性が高く、短時間で490℃、長時間で290℃の温度に耐えることができるため、航空宇宙産業での使用に適しています。また、ポリイミド樹脂は耐摩耗性と摩擦性に優れ、電気特性、化学的不活性性、耐放射線性、低温安定性、難燃性にも優れています。
ベンゼン型ポリイミドは、重縮合ポリイミドの代表例です。不溶性・不融性のため、加工が困難です。通常は、粉末冶金法を用いて成形粉末からプラスチック製品に成形するか、ディッピング法やキャスト法を用いて薄膜状に成形するしかありません。また、ガラスクロスをポリアミック酸溶液に含浸させた後、ホットプレス法でシート状に成形することも可能です。
モノエーテル無水物型ポリイミドは、溶融性ポリイミドの一種です。ベンゼン型と比較して、成形加工性が大幅に向上しています。成形だけでなく、射出成形、押出成形などの成形方法にも対応しています。さらに、含浸成形やキャスト成形によるフィルム成形も可能です。
ポリイミドの改質と応用
ポリイミドの改質方法には、強化、充填、アロイブレンドなどがある。ガラス繊維、ホウ素繊維、炭素繊維、金属ウィスカーなどを補強材として添加することで、ポリイミドの線膨張係数を低減し、強度を向上させ、コストを削減し、高強度構造部品の製造に使用することができる。無機充填剤、グラファイト、二硫化モリブデン、ポリテトラフルオロエチレンなどを充填剤として使用することで、自己潤滑効果を向上させ、コストを削減することができる。ピストンリング、バルブシール、ベアリングシールなどの部品の製造に使用できる。ポリイミドは、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトンなどと混合・改質して、ブレンドアロイを形成することができる。
エーテル無水ポリイミドは、コンプレッサーブレード、ピストンリング、シーリングガスケット、ベアリング、バルブシート、ベアリング、ベアリングリテーナー、ブッシング、ギア、ブレーキパッドなどの部品の製造に使用できます。
熱可塑性ポリイミドは、主に電子・電気分野で、高温ソケット、コネクタ、プリント回路基板、コンピュータハードディスク、集積回路チップキャリアなどの部品の製造に使用されます。
電気電子業界では、高強度で寸法安定性に優れたコネクタ、一般および小型リレーハウジング、回路基板、コイル、反射板、高精度光ファイバ部品など、ポリエーテルイミド（PEI）材料製の部品が広く使用されています。特に注目すべきは、光ファイバコネクタの製造において金属材料の代替としてPEIを使用することで、部品構造の最適化、製造・組立工程の簡素化、より高精度な寸法維持が可能となり、最終製品コストを約40%削減できることです。
耐衝撃性ポリエーテルフタルイミドシートUltem1613は、航空機の舷窓、機首部分、座席の背もたれ、内壁パネル、ドアカバー、乗客用各種アイテムなど、様々な部品の製造に使用されています。PEIと炭素繊維からなる複合材料は、最新のヘリコプターの様々な部品の構造に使用されています。PEIは、その優れた機械的特性、耐熱性、耐薬品性を生かし、自動車分野では、高温コネクタ、高出力ヘッドライトや表示灯、車外温度を制御するセンサー（エアコン温度センサー）、空気と燃料の混合温度を制御するセンサー（有効燃焼温度センサー）などに使用されています。また、高温潤滑油による浸食に耐える真空ポンプのインペラ、180℃で稼働する蒸留器のすりガラスジョイント（ソケット）、非点灯式防曇ランプのリフレクターなどにも使用されています。 PEIは優れた耐加水分解性を備えているため、医療用手術器具のハンドル、トレイ、クランプ、義肢、医療用ランプリフレクター、歯科用器具などに使用できます。また、PEIは優れた高温機械的特性と耐摩耗性を備えているため、水道管切替弁などのバルブ部品の製造にも使用できます。
