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Polyimide ( PI )

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Appellations commerciales communes
Kapton, Kinel, Upilex, Upimol, Vespel
 
Description générale :  

Description générale : Polymères normalement non fusibles, colorés (souvent ambrés) très performants avec essentiellement des molécules aromatiques à haute stabilité thermique. Des formes semi-finies sont habituellement fournies par le fabriquant de polymères et fabriquées par frittage de poudre ou par le choix de précurseurs plus doux et l'achèvement de la polymérisation à sa forme finale, bien que pour les résines certaines qualités de transformation par fusion soient disponibles.

Ils ont une excellente résistance aux températures élevées et aux radiations, de plus qu'une inflammabilité et des émissions de fumées faibles. Il a un faible "creep" (voir "Nimonic 90®") et une forte résistance à l'usure. Ils sont très onéreux. Leur capacité d'absorption d'eau est modérée et ils ont tendance à l'hydrolyse. Ils sont attaqués par les alcalis et les acides concentrés.

Une forme très utilisée est le film Kapton® dont la gamme de 0,008 à 0,125 mm est stockée par Goodfellow. Il est transparent et ambré. Les articles plus épais en polyimide sont généralement opaques. Une gamme de variantes de films en Kapton est également disponible en stock. Dans chacune de celles-ci une grande partie des propriétés primaires du Kapton est combinée avec des caractéristiques supplémentaires, telles qu'une meilleure conductivité électrique ou thermique, une résistance à l'effet de couronne améliorée, qualité d'opacité et thermoplasticité.

Les films sont utilisés pour les condensateurs, l'isolation, les cartes à circuit imprimé et dans l'aérospatiale ; d'autres applications comprennent des composants pour moteurs, des paliers et des pièces mécaniques exposées aux radiations.

Explication de la description du grade Kapton.


HN Kapton normal
CB version opaque noire du HN
MT chargé d'aluminium oxide, conductivité thermique accrue
MTB version noire opaque de MT
CR résistance accrue à l'effet de couronne
XC électriquement (semi-) conducteur FPC une stabilité dimensionnelle supérieure et l'adhérence par rapport à HN
KJ thermoplastique

   

Caractéristiques mécaniques

Coefficient de frottement 0,42
Dureté - Rockwell E52-99
Elongation à la rupture ( % ) 8-70
Module de tension ( GPa ) 2,0-3,0
Résistance à la traction ( MPa ) 70-150
Résistance aux chocs - IZOD ( J m-1 ) 80

Caractéristiques physiques

Absorption d'eau - sur 24 heures ( % ) 0,2-2,9
Densité ( g cm-3 ) 1,42
Indice de réfraction 1,66
Indice limite d'oxygène ( % ) 53
Inflammabilité V0
Résistance à la radiation Bonne
Résistance aux ultra-violets Mauvaise

Caractéristiques thermiques

Chaleur spécifique ( J K-1 kg-1 ) 1090
Coefficient d'expansion thermique ( x10-6 K-1 ) 30-60
Conductivité thermique à 23C ( W m-1 K-1 ) 0,10-0,35
Temp. de déflection à la chaleur - 1,8 MPa ( C ) 360
Temp. maximale d'exploitation ( C ) 250-320
Temp. minimale d'exploitation ( C ) -270

Caractéristiques électriques

Constantes diélectriques à 1 MHz 3,4
Facteur de dissipation à 1 kHz 0,0018
Résistance diélectrique ( kV mm-1 ) 22
Résistivité de surface ( Ohm/carré ) 1016
Résistivité volumique ( Ohmcm ) 1018

Résistances chimiques

Acides - concentrés Mauvaise
Acides - dilués Passable
Alcalins Mauvaise
Alcools Mauvaise
Cétones Bonne
Graisses et huiles Bonne
Halogènes Passable
Hydro-carbones halogènes Bonne
Hydrocarbures aromatiques Bonne

Les propriétés du Polyimide Fibre Coupée

Caractéristique valeur
Extension à la rupture % 30
Indice limite d'oxygène % 38
Rétrécissement à 180C % <1
Ténacité spécifique cN/tex 38

Les propriétés du Polyimide Film

Caractéristique valeur
Matériau HN CB MT MTB CR XC KJ
Absorption d'humidité % 2,8 3 3 1
Coefficient d'expansion thermique x10-6 K-1 20 60
Conductivité thermique à 23C W m-1 K-1 0,16 0,45 0,45 0,38 0,12
Constante diélectrique à 1 kHz 3,4 4,5 4,2 4,2 3,9 3,4
Constante diélectrique à 1 MHz 3,4
Densité g cm-3 1,42 1,42 1,85 1,85 1,54 1,42 1,36
Elongation à la rupture % 70 45 50-60 50-60 45 20-30 150
Facteur de dissipation à 1 kHz 0,0018 0,19 0,003 0,0016
Facteur de dissipation à 1 MHz 0,01
Module de tension GPa 2,5 2,7 4 4 3,2 3,3-3,6 2,7
Perméabilité à l'eau à 25C x10-13 cm3. cm cm-2 s-1 Pa-1 400
Perméabilité à l'eau à 38C x10-13 cm3. cm cm-2 s-1 Pa-1 500
Perméabilité à l'hydrogène à 25C x10-13 cm3. cm cm-2 s-1 Pa-1 1
Perméabilité à l'oxygène à 25C x10-13 cm3. cm cm-2 s-1 Pa-1 0,1
Perméabilité au dioxyde de carbone à 25C x10-13 cm3. cm cm-2 s-1 Pa-1 0,5
Perméabilité au nitrogène à 25C x10-13 cm3. cm cm-2 s-1 Pa-1 0,03
Résistance à la traction MPa 230 135 125 125 150 110-120 135
Résistance corona @ 20kV mm-1 50 Hz hr 200 >100,000
Résistance diélectrique à 25 µm kV mm-1 300 80 165 70 à 0,075 mm 290 200
Résistance initiale au déchirement g µm-1 20
Résistivité de surface Ohm/carré 3,6x1016 50-1x109
Résistivité volumique Ohmcm 1,5x1017 1013 1014 1014 2,3x1016 2,5x1017
Rétrécissement à 400C % 1,2-1,5 1 1 1 0,6

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