Polyimid

 Polyimid (Kurzzeichen PI) ist ein thermoplastischer (seltener durch Vernetzung auch duroplastischer) Hochleistungskunststoff aus der Gruppe der Polyimide, denen eine charakteristische Imid-Gruppe gemeinsam ist.

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Polyimid ist vor allem unter dem DuPont-Markennamen Kapton bekannt. Weitere Markennamen sind:

• Kinel
• Upilex
• Upimol
• Vespel
• P84 (PI-Fasern)

Polyimid hat in der Elektrotechnik/Elektronik meist die Form von hellbräunlichen, halbtransparenten Folien. Es wird jedoch auch zu Konstruktionsteilen verarbeitet. Des Weiteren werden Polyimid-Fasern in (Nadel-)Filzen zur Gasfiltration eingesetzt.

Polyimidfolien finden Verwendung in der Umkehrosmose als selektivpermeable Membran, etwa bei der Dialyse oder bei der Meerwasserentsalzung.

Seine herausragenden Eigenschaften sind u.a. die hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit (100…180 V/µm [1]) und die gute Formbeständigkeit bei hohen Temperaturen: Thermoplastisches Polyimid für flexible Leiterplatten ist z.B. für Dauereinsatz bei 200 °C geeignet und erweicht bei 260 °C [2]. Das stärker vernetzte Vespel erträgt Temperarturen von >400 °C. Es ist einer der wenigen Kunststoffe, die aufgrund geringer Ausgasung auch im Hochvakuum eingesetzt werden können.

Ein Nachteil von Polyimid ist neben seinem hohen Preis die vergleichsweise hohe Wasseraufnahmefähigkeit (2,9 % [3] bis 5 % [4]).

Polyimid wurde zunächst nur in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Später diente es als Isolierstoff auch in der allgemeinen Elektrotechnik und Elektronik.
Anwendungen sind hier z.B. Isolierzwischenlagen für die Montage von leistungselektronischen Bauelemente auf Kühlkörpern, flexible Leiterplatten sowie die Isolierschicht von Kupferlackdraht. Bei Kupferdraht ist der Überzug zum Teil kaum sichtbar.

Die Dielektrizitätskonstante von Kapton VN Film (DuPont) beträgt bei 25 °C ca. 3,5. Bei flexiblen Leiterplatten finden sich Angaben von 4,2 ([5]).

Kaptonfolie wird auch als Fenstermaterial für Detektoren (z.B. an Zählrohren für weiche radioaktive Strahlung), in der Röntgenoptik und an Synchrotron-Strahlführungen verwendet, weil es sowohl thermisch als auch mechanisch stabil ist und kaum Strahlenschäden erleidet.