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2026-03-06T21:45:35Z

Kommaregeln der deutschen Sprache#Infinitivgruppe (via JWB)

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{| class="wikitable float-right" width="30%" style="text-align:left"
|- class="hintergrundfarbe6" align="center"
| Allgemeine Struktur von Polyetherimiden
|-
| [[Datei:Ether-Imid-Gruppen (PEI).svg|zentriert|270px]] [[Ether]]- (links) [[Imide|Imid]]-Gruppe (rechts) sind '''blau''' gekennzeichnet und liegen in der [[Hauptkette]] der Makromoleküle. Die Kohlenwasserstoffsegmente sind [[Aromatische Kohlenwasserstoffe|aromatisch]], die Ether-Gruppen sind formal Kondensate von [[Phenole]]n (Phenolether) und die Imid-Gruppen [[Arylgruppe|Arylimide]].
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|}

'''Polyetherimide''' ([[Kurzzeichen (Kunststoff)|Kurzzeichen]] '''PEI'''<ref>Anm. PEI steht auch für [[Polyethylenimin]], ein wasserlösliches [[Reagens]]</ref>) zählen zu den [[Polyimide]]n und sind [[Polymer]]e mit [[Imide|Imid]]- und [[Ether]]-Gruppen in den Hauptketten. Sie sind hochtemperaturbeständig, transparent und haben einen goldgelben Farbton. Sie zählen zu den [[Hochleistungskunststoffe]]n mit einem Marktanteil, der 1996 ca. 15 % betrug.

== Herstellung ==
Ein Polyetherimid wird beispielsweise aus 1,4-Bis(4-nitrophthalimido)-phenylen und dem Dinatriumsalz von [[Bisphenol A]] in einer Schmelzkondensation hergestellt:<ref name="KunstChemIng">Wolfgang Kaiser: ''Kunststoffchemie für Ingenieure'', 3. Auflage, Carl Hanser, München, 2011, S. 469.</ref>

:[[Datei:PEI Synthese.svg|650px]]

Das [[Prepolymer]] 1,4-Bis(4-nitrophthalimido)-phenylen lässt sich aus 4-Nitrophthalsäureanhydrid [[P-Phenylendiamin|''p''-Phenylendiamin]] gewinnen.

Dieses Polyetherimid wurde 1981 von [[General Electric|General Electric Plastics]] (GE) unter dem Handelsnamen ''Ultem'' auf den Markt gebracht. 2007 kaufte [[Saudi Basic Industries Corporation|SABIC]] die Kunststoffsparte der GE Plastics mitsamt deren Handelsmarke und führte die Aktivitäten bezüglich diverser Hochtemperaturkunststoffe unter ''SABIC Innovative Plastics'' weiter.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.genewscenter.com/content/detail.aspx?releaseid=2623&newsareaid=2&menusearchcategoryid=7 |titel=GE Completes Sale of Plastics Business to SABIC |hrsg=General Electric |datum=2007-08-31 |sprache=en |archiv-url=https://web.archive.org/web/20140912222505/http://www.genewscenter.com/content/detail.aspx?releaseid=2623&newsareaid=2&menusearchcategoryid=7 |archiv-datum=2014-09-12 |offline=1 |abruf=2020-02-10}}</ref> Eine andere Handelsmarke ist ''Tecapei'' von [[Ensinger (Unternehmen)|Ensinger]].

=== Ein klassisches Polyetherimid ===
Schon in den 1960er wurden Polyetherimide auf Basis von [[Pyromellitsäuredianhydrid]] und [[4,4'-Oxydianilin|4,4'-Diaminodiphenylether]] entwickelt und unter dem Namen ''Kapton'' ([[E. I. du Pont de Nemours and Company|DuPont]]) vertrieben. Das Polymer wird jedoch in der Regel ''nicht'' als Polyetherimid, sondern nur als Polyimid (PI) bezeichnet. Das Polymer ist nicht schmelzbar. Im ersten Schritt der Herstellung wird ein noch in polaren Lösemitteln lösliches [[Polyamide|Polyamid]] hergestellt. Die Lösung wird über Verdampfen des Lösemittels oft in Folien oder Beschichtungen von Drähten für die Elektroindustrie verwendet. Bei steigender Temperatur wird über eine [[Polykondensation]] unter Wasserabspaltung das nicht mehr schmelzbare Polyimid erzeugt:<ref name="KunstChemIng2">Wolfgang Kaiser: ''Kunststoffchemie für Ingenieure'', 3. Auflage, Carl Hanser, München, 2011, S. 466.</ref><ref name="MakroChem">Bernd Tieke: ''Makromolekulare Chemie'', 3. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 2014, S. 34.</ref>

: [[Datei:Kapton Synthese (PEI).svg|500px]]

== Eigenschaften ==
Die Gebrauchstemperatur von Polyetherimiden liegt kurzzeitig über 200 °C und langzeitig bei 170 °C.<ref>Hans Domininghaus: ''Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften'', 5. Auflage, VDI-Verlag, 1998, S. 987.</ref> PEI ist inhärent flammwidrig bei geringer Rauchentwicklung. Es hat auch im unverstärkten Zustand schon eine sehr hohe Festigkeit, die durch Zusatz von [[Glasfaser]]n oder [[Kohlenstofffaser]]n noch gesteigert werden kann. PEI besitzt eine hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit, ist [[Hydrolysebeständigkeit|hydrolysebeständig]] und sehr beständig gegenüber UV- und [[Gammastrahlung|Gammastrahlen]]. Polyetherimid wird in reiner Form und mit verschiedenen Zuschlägen (Glasfasern, Kohlenstofffasern) vertrieben.

[[Datei:PEI-IR.png|mini|Infrarotspektrum von PEI]]

{| class="wikitable"
|- class="hintergrundfarbe6"
! colspan="2"| Eigenschaften (Ultem 1000, Standard PEI)
|-
| Dichte || 1,27 g/cm3<ref name="ULTEM">[https://www.kern.de/de/technisches-datenblatt/polyetherimid-pei?n=2501_1 www.kern.de], Daten von Ultem 1000 (Standard PEI).</ref>
|-
| [[Glasübergangstemperatur]] || ca. 217 °C<ref name="ULTEM" />
|-
| Härte || 140 MPa ([[Kugeldruckhärte]])<ref name="ULTEM" />
|-
| Kerbschlagzähigkeit || 4 kJ/m2 (Charpy 23 °C)<ref name="ULTEM" />
|-
| Elastizitätsmodul || 3200 MPa<ref name="ULTEM" />
|-
| Wasseraufnahme || 1,25 %<ref name="ULTEM" />
|-
| Reißdehnung || 60 %<ref name="ULTEM" />
|-
| Chemische Beständigkeit || Alkohole, Benzin, Diesel, Schwefelsäure (37 %, 90 °C), Natronlauge (30 %, Raumtemperatur), Essigsäure (20 %, 90 °C)
|-
| Wärmeformbeständigkeit || 190 °C (HDT/Ae)<ref name="ULTEM" />
|-
| Wärmeleitfähigkeit || 0,24 W/(m K)<ref name="ULTEM" />
|-
| Thermischer Ausdehnungskoeffizient || 50·10−6 1/K<ref name="ULTEM" />
|}

== Verarbeitung ==
Ein Polyetherimid wird überwiegend im [[Spritzgießen|Spritzgießverfahren]] verarbeitet. Die Verarbeitungstemperatur liegt je nach Typ zwischen 320 und 400 °C, die Werkzeugtemperatur zwischen 120 und 180 °C. Das Granulat muss vor der Verarbeitung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von maximal 0,05 % getrocknet werden. Bauteile aus PEI können mittels Induktion, Vibration oder Ultraschall verschweißt oder mit Epoxy-, Polyurethan- oder Siliconkleber verklebt werden.

== Verwendung ==
[[Datei:DG 東莞 DongGuan 南城區 Nancheng 鴻福路 HongFu Road 東莞京東商場 JD Mall Electronics Showroom 3D printers December 2024 R12S 06 (cropped).jpg|mini|PEI-[[Pulverbeschichtung|pulverbeschichte]] Druckplatte auf [[Bambu Lab]] ''A1 mini'' FDM-[[3D-Druck]]er]]
Polyetherimide werden bevorzugt zu Kunststoffteilen für die Elektronik und in der Flugzeugindustrie verarbeitet. In der [[Luftfahrt]] kommt PEI vermehrt im Flugzeuginnenbereich zum Einsatz, da es im Brandfall eine geringe Rauchgasdichte entwickelt. Im strukturmechanischen Bereich des Flugzeugbaus wächst seine Bedeutung, da PEI in Faserverbundstrukturen eine höhere [[Schlagzähigkeit]] besitzt als duroplastische Matrixsysteme.

Auch [[Membran (Trennschicht)|Membranen]] aus Polyetherimid sind durch ihre mechanische [[Festigkeit]], ihr gutes Filmbildungsvermögen und ihre relativ kostengünstige Herstellung ein in der Industrie eingesetztes Produkt. Die Oberflächeneigenschaften des Materials lassen sich von wasserfreundlich ([[hydrophil]]) bis wasserabweisend ([[hydrophob]]) modifizieren, so dass Membranen aus PEI verschiedene biomedizinische Anforderungen erfüllen.

Ebenso werden Hochtonlautsprecher-Membrane aus PEI gefertigt. Eine weitere Anwendung ist die Herstellung von [[Plektren]] für Saiteninstrumente.

Jüngst haben sich PEI-beschichtete [[Federstahl]]platten im [[Fused Deposition Modeling|FDM 3D-Druck]] Bereich etabliert. Der größte Vorteil dieser Platten entsteht durch den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizient vom PEI und den gedruckten Materialien. Diese lösen sich nach dem Abkühlen der Platte quasi von alleine. Vorher waren Klebstoffe und besonders gereinigte Oberflächen nötig, um die gedruckten Materialien sicher zu fixieren.<ref>{{Internetquelle |url=https://kingroon.com/blogs/3d-print-101/pros-and-cons-pei-sheet-for-3d-printing |titel=Pros & Cons of PEI Sheet for 3D Printing |datum=2022-05-12 |sprache=en |abruf=2023-07-12}}</ref>

== Einzelnachweise ==
<references />

== Normen ==
* DIN 65498 Luft- und Raumfahrt; Halbzeug und Formteile aus Polyetherimid (PEI); Technische Lieferbedingungen (1997)
* ASTM D 5205-1996 Klassifikationssystem für Materialien aus Polyetherimid (PEI)
* ASTM D 7293-2006 Standard Test Method for Extruded and Compression-Molded Shapes Made from Polyetherimide (PEI)

[[Kategorie:Polyimid]]
[[Kategorie:Thermoplast]]
[[Kategorie:Diphenylether]]
[[Kategorie:Imid]]

Polyetherimide - Versionsgeschichte

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