特种工程塑料PEI在5G领域的应用

三大运营商5G基站大单纷纷落地，5G无线主设备集采共涉及5G基站52万个，表示，截至3月底，全国已经建成5G基站19.8万个，预计今年建设50万个5G基站的目标可顺利完成。塑料在5G的加速中迎来属于自己的5G时代，特种工程塑料PEI在5G应用领域中独具优势。

PEI性能优异

聚醚酰亚胺是一种透明琥珀色的无定形热塑性特种工程塑料，英文名：Polyetherimide，简称PEI。其分子结构既含有芳香胺官能团，又含有醚键结构，相对于其他芳族聚酰亚胺（简称PI）是一种成本较低、产量较高的热塑性PI。PEI树脂目前由沙特基础工业公司（SABIC）生产，商品名ULTEMTM。

1. 站在塑料金字塔顶端的PEI具有很高和长期的耐热性能，热稳定性好，玻璃态转变温度为217°C，长期使用温度可达170°C；具有的尺寸稳定性，在很宽的温度范围内线性热膨胀系数低且稳定，因此环境温度对尺寸影响甚微，在较高温度和有负荷的情况下使用不变形，蠕变度低；

2. PEI具有卓越的机械强度和模量，突出的电性能，在较宽的温度（-40°C~150°C）和频率范围内仍能保持基本恒定，具有稳定的介电常数和耗散因数；

3. PEI具有很好的红外透光性和较高的折射率；

4. 在不添加任何添加剂的情况下，PEI就有突出的内在阻燃性，低烟密度及低热释放性能；

5. PEI还具有优异的抗辐射性能和耐化学药品性，以及独特的电镀能力；

6. 对于加工性能来说，PEI具有低熔融粘度和较高的流动性，能以传统的热塑性塑料熔融加工工艺和设备成型。

行业新闻：

杜邦：Hytrel热塑性弹性体助力电动自行车打造无气轮胎

近年来，电动自行车的需求呈爆发式增长。人口结构的变化、城市化率的提高以及人们对户外活动兴趣的增加，导致了对环保出行的需求不断地增长。2020年至2023年，预计全球将售出1.3亿辆电动自行车（完全使用电池驱动技术），预计2023年全球将售出电动自行车多达4000万台。

轻型电动汽车协会估计，2021美国进口了约79万辆电动自行车，相比前一年进口的近45万辆和2019年进口的约25万辆，2021年进口量大幅增加。2020年，美国的电动自行车销量已经超过了传统两轮车的销量。

现在许多公司和市政当局也支持电动自行车等出行解决方案，以减少通勤者产生的二氧化碳排放。杜邦移动和材料公司的聚合物解决方案能使自行车骑行人和电动自行车制造商获益。该公司将参加2022年K展，并将其在汽车应用方面取得的令人瞩目成果的专业知识带入这个新兴市场。

杜邦移动与材料公司的电动自行车和机器人应用开发专家Clement Lopez表示：“电动自行车制造商可以利用我们的经验来实现他们的目标，例如轻量化、部件整合、热管理、耐化学性、减少摩擦、降低冲击和提高耐用性等。这是一个不断发展和快速变化的行业，参与其中非常有趣。”

在最近的一个项目中，Biron Etudes公司的创始人设计师Didier Biron与杜邦公司合作制造了一个概念性的无气轮胎。Clement Lopez和团队帮助选择了特定等级的Hytrel热塑性弹性体（TPE）（HYT6356），其肖氏D硬度为60，能够提供正确水平的抗冲击性、抗弯曲疲劳性、耐高低温性和可回收性。

该设计结合了与橡胶胎面粘合的Hytrel侧壁。这些侧壁被设计成两个半壳状，可以安装在标准轮辋上。

Biron Etudes公司进行的试验证实，设计和材料组合能够支持载荷/规范限制，并且变形（垂直方向）在可接受范围内。此外，基于路缘的正面碰撞试验，无气轮胎具有优异的抗冲击性能。

Biron Etudes公司的无气轮胎可以显著减少维护时间和成本，因为它不容易被刺穿，并且两件式设计允许在不拆卸防盗螺丝的情况下快速更换。由于具有更高的滚动阻力，新型无气轮胎的效率比传统轮胎高80%。因为它的目标是用于共享自行车，所以效率降低一点也是可以接受的。

Clement Lopez补充道：“杜邦在电动自行车解决方案方面还有更多的优势。除了轮胎之外，我们还专注于车架和座鞍。我们正在考虑使用全部由塑料注塑成型的车架，以及在座鞍中使用Hytrel泡沫，或许是我们的Eco B生物基产品，以取代热固性聚氨酯。”

Hytrel可以使用超临界流体发泡（SCF）工艺，一种使用二氧化碳和氮气发泡的工艺进行发泡，与需要化学发泡剂的聚氨酯相比，弹性提高15%，重量减轻20%。

PEI在5G通信领域的应用

PEI优异的尺寸稳定性、耐高温性、可电镀性以及透波性能使其在5G通信领域独具优势。

光通讯

5G基站和数据中心布设量的大幅增加，大量数据传输需通过光纤互联，这为光通信市场带来新机遇。由于光通信信号传输主要是在红外波段，所以要求材料具有很高的红外波段透过性，低损耗，而且还需要很好的长期尺寸稳定性和耐候性。

PEI材料在光通信领域独领风骚，被广泛应用于光纤连接器，光收发模块光学组件。PEI材料具有很好的红外穿透性，在850nm-1550nm光通信频段透过率达88%以上，其同时具备的高折光指数在随温度湿度变化中仍能保持恒定，可以经受长达2000小时的双85（85℃/85%湿度）苛刻测试；同时PEI材料具有的长期尺寸稳定性，为信号传输提供可靠的光学对接；PEI具有高强度、高模量，用于取代金属制造光纤连接器，适配器以及其他结构组建，或取代玻璃制造光收发模块的透镜，可使元件结构化，简化其制造和装配工艺，同时保持精确的尺寸，从而使最终产品的成本大幅降低。

另外，由于PEI材料具有的高尺寸稳定及高强度的特性，以及非常好的耐候性，其应用在光纤分光盒或基站的防水连接器领域，可满足IP67的防水要求，能显著提高产品的长期气密性和使用可靠性。

聚醚酰亚胺，Polyetherimide简称PEI ，是琥珀色透明固体，不添加任何添加剂就有固有的阻燃性和低烟度，氧指数为47%，燃烧等级为UL94-V-0级，密度为1.28~1.42g/cm3。PEI具有很强的高温稳定性，即使是非增强型的PEI，仍具有很好的韧性和强度。因此利用PEI优越的热稳定性可用来制作高温耐热器件。具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高低温及耐磨性能，并可透过微波。PEI还有良好的阻燃性、抗化学反应以及电绝缘特性。玻璃化转化温度很高，达215℃。PEI还具有很低的收缩率及良好的等方向机械特性。加入玻璃纤维、碳纤维或其他填料可达到增强改性的目的;也可和其它工程塑料组成耐热高分子合金，可在-160~180℃的工作温度下长期使用。

聚醚酰亚胺在高温和应力下的长期抗蠕变性允许其在许多结构设备中代替金属和其它材料。在可变温度、湿气和频率条件下表现出很好的电性能。在GHz频率下的低损耗因数使聚醚酰亚胺具有高的微波可穿性。它的离子型污染物低水准，在 250F100% R. H.和207kPa下120小时用水提取后的导电率，在20兆欧以上，它可用作电子传感器元件的绝缘材料。

聚醚酰亚胺是优良的涂层和成膜材料，能形成适用于电子工业的涂层和薄膜，并可用于制造孔径< 0.1μm、具有高渗透性的微孔隔膜。还可用作耐高温胶粘剂和高强度纤维等。

PEI板属于非结晶性塑料。是一种无定形的高性能聚合物，是用无定形PEI(聚醚酰亚胺)所制造的工程塑料经过挤出机高温挤出而成。

应用领域

由于PEI具有优良的综合平衡性能，卓有成效地应用于电子、电机和航空等工业部门，并用作传统产品和文化生活用品的金属代用材料。用PEI取代金属制造光纤连接器，可使元件结构化，简化其制造和装配步骤，保持更精确的尺寸。用于汽车领域，如用以制造高温连接件、高功率车灯和指示灯、控制汽车舱室外部温度的传感器(空调温度传感器)和控制空气和燃料混合物温度的传感器(有效燃烧温度传感器)。还可用作耐高温润滑油侵蚀的真空泵叶轮、在180℃操作的蒸镏器的磨口玻璃接头(承接口)、非照明的防雾灯的反射镜。

展开