פוליאמיד (PI) הוא מחלקה של תרכובות פולימריות המכילות טבעת אימיד (-CO-N-CO-) בשרשרת הראשית שלה. הוא בעל תכונות מצוינות כגון עמידות בטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני קרינה, עמידות בפני קורוזיה כימית, חוזק גבוה ומודולוס גבוה, והוא נמצא בשימוש נרחב בתעשיות תעופה וחלל, אלקטרוניקה, רכב ומכונות. תהליך הייצור של פוליאמיד כולל בעיקר הכנת חומר גלם, תגובת פילמור, תגובת אימידיזציה, עיבוד שלאחר- ויציקה.
בשלב הכנת חומרי הגלם, חומרי הגלם העיקריים כוללים דיאנהידרידים (כגון דיאנהידריד פירמליטי PMDA) ודיאמינים (כגון דיאמינודיפניל אתר ODA), וכן ממסים (כגון N,N-dimethylacetamide DMAc, N-Nmethylpyrrolidon וכו'). חומרי הגלם חייבים לעבור בדיקת איכות קפדנית כדי להבטיח שתכולת הטוהר והטומאה שלהם עומדים בדרישות הייצור. לבחירת הממס יש השפעה משמעותית על קצב הפילמור וביצועי הפולימיד; לכן, יש לבחור אותו על סמך דרישות מוצר ספציפיות.
תגובת הפילמור היא שלב הליבה בייצור פוליאמיד ומתבצעת בדרך כלל בשיטת דו- שלבים. השלב הראשון הוא פרה-פולימריזציה, כאשר דיאנהידריד ודיאמין מעורבבים בממס ביחס ספציפי ונתונים לתגובת פוליקוננסציה בטמפרטורה נמוכה ליצירת תמיסת חומצה פוליאמית (PAA). שלב זה דורש שליטה קפדנית על טמפרטורת התגובה, הזמן ויחס חומר הגלם כדי להבטיח שהמשקל המולקולרי וההפצה של החומצה הפוליאמית עומדים בדרישות. השלב השני הוא פילמור, שבו תמיסת החומצה הפוליאמית הטרום-פוליאמינית מגיבה עוד יותר בטמפרטורה גבוהה יותר כדי לאפשר לשרשראות המולקולריות לצמוח עוד יותר, ויוצרת חומצה פוליאמית-במשקל גבוה.
אימידיזציה היא שלב המפתח בהמרת חומצה פוליאמית לפולימיד. ניתן לבצע אימידיזציה באמצעות אימידיזציה תרמית או אימידיזציה כימית. אימידיזציה תרמית כוללת ציפוי של תמיסת החומצה הפוליאמית על גבי מצע ואפייה בטמפרטורה גבוהה כדי לייבש ולהפוך את החומצה הפוליאמית למחזור וליצור סרט פוליאמיד. אימידיזציה כימית כוללת הוספת חומר מייבש (כגון אנהידריד אצטי) וזרז (כגון פירידין) לתמיסת החומצה הפוליאמית ותגובה בטמפרטורה נמוכה יותר ליצירת פוליאמיד. לאימידיזציה כימית יש קצב תגובה מהיר יותר, אך ביצועי המוצר עשויים להיות נחותים במקצת מאלו של מוצרים בעלי אימידציה תרמית.
שלבי העיבוד שלאחר-הכוללים כביסה, ייבוש וריסוק, במטרה להסיר ממסים, חומרי גלם שלא הגיבו וזיהומים מפוליאימיד, לשיפור טוהר המוצר וביצועיו. הכביסה נעשית בדרך כלל עם מים או ממסים אורגניים כדי להסיר שאריות ממסים ולכלוכים. הייבוש משתמש בשיטות כמו ייבוש באוויר חם או ייבוש בוואקום כדי להסיר לחות וחומרים נדיפים מהפולימיד, מה שמבטיח יציבות המוצר. הפילוח מפרק את גושי הפולימיד המיובשים לאבקה, ומקל על תהליכי הדפוס הבאים.
תהליכי דפוס כוללים עיצוב אבקת פוליאמיד או סרט למוצרים של הצורה והגודל הרצויים. שיטות הדפוס כוללות הזרקה, אקסטרוזיה, יציקת דחיסה ומתיחה. הזרקה מתאימה לייצור מוצרי פוליאמיד בעלי צורות מורכבות ודרישות דיוק ממדי גבוהות, כגון גלגלי שיניים ומסבים. יציקת שחול מתאימה לייצור פרופילי פוליאמיד באורך רציף, כגון צינורות ומוטות. יציקת דחיסה מתאימה לייצור מוצרי פוליאמיד עבים-בגודל- גדול, כגון יריעות ורכיבים מבניים. יציקת מתיחה משמשת בעיקר לייצור סרטי פוליאמיד, שיפור כיוון הסרט והתכונות המכניות באמצעות מתיחה.
במהלך ייצור הפולימיד, יש לשים לב לבטיחות ושמירה על איכות הסביבה. תגובות הפילמור והאימידיזציה עלולות ליצור גזים מזיקים ונוזלי פסולת, הדורשים אוורור יעיל ואמצעי טיפול בגזי פסולת כדי להבטיח סביבת ייצור בטוחה. במקביל, יש לטפל כראוי בפסולת נוזלים ושאריות כדי למנוע זיהום סביבתי.
