聚酰亞胺薄膜(PolyimideFilm)是世界上性能的薄膜類絕緣材料,由均苯四甲酸二�(PMDA)和二胺基二苯�(DDE)在強(qiáng)極性溶劑中�(jīng)縮聚并流延成膜再�(jīng)亞胺化而成�
聚酰亞胺薄膜(PI膜)特�
呈黃色透明,相�(duì)密度1.39�1.45,聚酰亞胺薄膜具有優(yōu)良的耐高低溫�、電氣絕緣�、粘�(jié)�、耐輻射�、耐介�(zhì)�,能在-269℃~280℃的溫度范圍�(nèi)�(zhǎng)期使�,短�(shí)可達(dá)�400℃的高溫。玻璃化溫度分別�280�(Upilex R)�385�(Kapton)�500℃以�(Upilex S)�20℃時(shí)拉伸�(qiáng)度為200MPa�200℃時(shí)大于100MPa。特別適宜用作柔性印制電路板基材和各種耐高溫電�(jī)電器絕緣材料�
聚酰亞胺分類
聚酰亞胺通常分為兩大�:
熱塑性聚酰亞�,如亞胺薄膜、涂層、纖維及�(xiàn)代微電子用聚酰亞胺等�
熱固性聚酰亞胺,主要包括雙馬�(lái)酰亞�(BMI)型和單體反應(yīng)物聚�(PMR)型聚酰亞胺及其各自改性的�(chǎn)�。BMI 易加工但脆性較��
聚酰亞胺薄膜分類
包括均苯型聚酰亞胺薄膜和�(lián)苯型聚酰亞胺薄膜兩類。前者為美國(guó)杜邦公司�(chǎn)品,商品名Kapton,由均苯四甲酸二酐與二苯醚二胺制�。后者由日本宇部興產(chǎn)公司生產(chǎn),商品名Upilex,由�(lián)苯四甲酸二酐與二苯醚二胺(R�)或間苯二�(S�)制得�
聚酰亞胺�(yōu)�(diǎn)
(1)�(yōu)異的耐熱性。聚酰亞胺的分解溫度一般超�(guò)500�,有時(shí)甚至更高,是目前已知的有機(jī)聚合物中熱穩(wěn)定性的品種之一,這主要是�?yàn)榉肿渔溨泻写罅康姆枷悱h(huán)�
(2)�(yōu)異的�(jī)械性能。未增強(qiáng)的基體材料的抗張�(qiáng)度都�100MPa以上。用均酐制備的Kapton薄膜抗張�(qiáng)度為170MPa,而聯(lián)苯型聚酰亞胺(Upilex S)可達(dá)�400MPa。聚酰亞胺纖維的彈性模量可�(dá)�500MPa,僅次于碳纖維�
(3)良好的化�(xué)�(wěn)定性及耐濕熱�。聚酰亞胺材料一般不溶于有機(jī)溶劑,耐腐�、耐水解。改變分子設(shè)�(jì)可以得到不同�(jié)�(gòu)的品種。有的品種經(jīng)得起2�(gè)大氣壓下�120�,500h的水煮�
(4)良好的耐輻射性能。聚酰亞胺薄膜在5×109rad劑量輻射�,�(qiáng)度仍保持86%;某些聚酰亞胺纖維�(jīng)1×1010rad快電子輻射后,其強(qiáng)度保持率�90%�
(5)良好的介電性能。介電常�(shù)小于3.5,如果在分子鏈上引入氟原子,介電常數(shù)可降�2.5左右,介電損耗為10,介電強(qiáng)度為100�300kV/mm,體積電阻為1015-17Ω·cm。因�,含氟聚酰亞胺材料的合成是目前較為熱門的研究領(lǐng)��
上述性能在很寬的溫度范圍和頻率范圍內(nèi)都是�(wěn)定的。除此之�,聚酰亞胺還具有耐低�、膨脹系�(shù)�、阻燃以及良好的生物相容性等特性。聚酰亞胺優(yōu)異的綜合性能和合成化�(xué)上的多樣�,可廣泛應(yīng)用于多種�(lǐng)��
聚酰亞胺薄膜(PI膜)�(yīng)用行�(yè)
被稱�"黃金薄膜"的聚酰亞胺薄膜具有卓越的性能,它廣泛的應(yīng)用于空間技�(shù)、F、H�(jí)電機(jī)、電器的絕緣、FPC(柔性印刷線路板�、PTC電熱�、TAB(壓敏膠帶基材)、航天、航�、計(jì)算機(jī)、電磁線、變壓器、音響、手�(jī)、電腦、冶�、采礦電子元器件工業(yè)、汽�、交通運(yùn)輸、原子能工業(yè)等電子電器行�(yè)�
聚酰亞胺的應(yīng)用領(lǐng)域主要包�
(1)薄膜:是聚酰亞胺最早的商品之一,用于電機(jī)的槽絕緣及電纜繞包材料。主要產(chǎn)品有杜邦的Kapton ,日本宇部興產(chǎn)的Upilex 系列和鐘淵的Apical 。透明的聚酰亞胺薄膜可作為柔軟的太�(yáng)能電池底�;
(2)涂料:作為絕緣漆用于電磁線,或作為耐高溫涂料使�;
(3)先�(jìn)�(fù)合材料的基體�(shù)�:用于航天、航空飛行器�(jié)�(gòu)或功能部件以及火�、導(dǎo)彈等的零部件,是最耐高溫的�(jié)�(gòu)材料之一;
(4)纖維:聚酰亞胺纖維的彈性模�?jī)H次于碳纖�,可以作為高溫介質(zhì)及放射性物�(zhì)的過(guò)濾材料和防彈防火織物;
(5)泡沫塑料:可用做耐高溫隔熱材�;
(6)工程塑料:有熱固性也有熱塑�,可以模壓成型也可用注射成型或傳遞模塑(RTM) ,主要用于自潤(rùn)�、密�、絕緣及�(jié)�(gòu)材料。此外聚酰亞胺還可以作為高溫�(huán)境中的膠粘劑、分離膜、光刻膠、介電緩沖層、液晶取向劑、電-光材料等
PI膜現(xiàn)狀
聚酰亞胺作為一種特種工程材料,已廣泛應(yīng)用在航空、航�、電�/電子、微電子、納�、液�、分離膜、激�、機(jī)�、汽車、精密機(jī)械和自動(dòng)辦公�(jī)械等�(lǐng)�。近�(lái),各�(guó)都在將聚酰亞胺的研究、開(kāi)�(fā)及利用列�21世紀(jì)最有希望的工程塑料之一。聚酰亞胺,因其在性能和合成方面的突出特點(diǎn),不論是作為�(jié)�(gòu)材料或是作為功能性材�,其巨大的應(yīng)用前景已�(jīng)得到充分的認(rèn)�(shí),被稱為�"解決�(wèn)題的能手"(protion solver�,并�(rèn)�"�(méi)有聚酰亞胺就不會(huì)有今天的微電子技�(shù)"。在眾多的聚合物材料�,只有6 種在美國(guó)化學(xué)文摘(CA) 中被單獨(dú)列題,聚酰亞胺即是其中之一。由此可�(jiàn),聚酰亞胺在技�(shù)和商�(yè)上有著非常重要的意義。隨著IT�(yè),平板顯示業(yè),光伏業(yè)等的興起及蓬勃發(fā)�,必然帶�(dòng)相關(guān)配套材料的發(fā)展及市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)。電子工程用(電子級(jí))聚酰亞胺薄膜作為音�(zhì)電路�,集成電�,平板顯示器,太�(yáng)電池,電子標(biāo)簽等的重要材�,越�(lái)越在上述電子�(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域中起到十分重要的作用�
聚酰亞胺未來(lái)�(fā)�
聚酰亞胺作為很有�(fā)展前途的高分子材料已�(jīng)得到充分的認(rèn)�(shí),在絕緣材料中和�(jié)�(gòu)材料方面的應(yīng)用正不斷�(kuò)大。在功能材料方面正嶄露頭�,其潛力仍在�(fā)掘中。但是在�(fā)展了40年之后仍未成為更大的品種,其主要原因是,與其他聚合物比較,成本還是太高。因�,今后聚酰亞胺研究的主要方向之一仍應(yīng)是在單體合成及聚合方法上尋找降低成本的途徑�
PI膜未�(lái)�(fā)�
PI膜按照用途分為一般絕緣和耐熱為目的的電工�(jí)以及附有撓性等要求的電子級(jí)兩大�。電工級(jí)PI膜因要求較低�(guó)�(nèi)已能大規(guī)模生�(chǎn)且性能與國(guó)外產(chǎn)品沒(méi)有明顯差別;電子�(jí)PI膜是隨著FCCL的發(fā)展而產(chǎn)生的,是PI膜的�(yīng)用領(lǐng)域,其除了要保持電工類PI膜優(yōu)良的物理力學(xué)性能�,對(duì)薄膜的熱膨脹系數(shù),面�(nèi)各向同性(厚度均勻性)提出了更�(yán)格的要求。未�(lái)仍需�(jìn)口大量的電子�(jí)PI�,其原因是國(guó)�(chǎn)PI膜在性能上與�(jìn)口PI膜存在一定的差距,不能滿足FCCL中高端產(chǎn)品的要求。在�(yù)�(cè)未來(lái)市場(chǎng)�(jià)格方面,�(zhǎng)期以�(lái)電子�(jí)PI膜的定價(jià)�(quán)一直由杜邦公司,鐘淵公司所掌控,但是隨著近年來(lái)韓國(guó)SKC和KOLON兩家公司的分別加入重�,以及經(jīng)�(jì)危機(jī)�(duì)電子�(chǎn)品外銷的影響,產(chǎn)品價(jià)格也有所降低,但是電子級(jí)PI膜仍存在著較高的利潤(rùn)空間�
聚酰亞胺薄膜的生�(chǎn)基本上是二步�,步:合成聚酰胺酸,第二步:成膜亞胺�。成膜方法主要有浸漬法(或稱鋁箔上膠法)、流延法和流涎拉伸法。浸漬法�(shè)備簡(jiǎn)�、工藝簡(jiǎn)單,但薄膜表面經(jīng)常粘有鋁�,薄膜長(zhǎng)度受到限制,生產(chǎn)效率�,此法不宜發(fā)�;流涎法�(shè)備精度高,薄膜均勻性好,表面干凈平整,薄膜�(zhǎng)度不受限�,可以連續(xù)化生�(chǎn),薄膜各方面性能均不�(cuò),一般要求的薄膜均可采用此法生產(chǎn);拉伸法生產(chǎn)的薄�,性能有顯著提�,但工藝�(fù)雜生�(chǎn)條件苛刻,投資大,產(chǎn)品價(jià)格高,只有高�(zhì)量薄膜才采用此法。流涎法主要�(shè)備:不銹鋼樹(shù)脂溶液儲(chǔ)�、流涎嘴、流涎機(jī)、亞胺化爐、收卷機(jī)和熱�(fēng)系統(tǒng)�。制備步驟:消泡后的聚酰胺酸溶液,由不銹鋼溶液儲(chǔ)罐經(jīng)管路壓入前機(jī)頭上的流涎嘴�(chǔ)槽中。鋼帶以圖所示方向勻速運(yùn)行,將儲(chǔ)槽中的溶液經(jīng)流涎嘴前刮板帶走,而形成厚度均勻的液膜,然后�(jìn)入烘干道干燥。潔凈干燥的空氣由鼓�(fēng)�(jī)送入加熱器預(yù)熱到一定溫度后�(jìn)入上、下烘干道。熱�(fēng)流動(dòng)方向與鋼帶運(yùn)行方向相�,以便使液膜在干燥時(shí)溫度逐漸升高,溶劑逐漸揮發(fā),增加干燥效�。聚酰胺酸薄膜在鋼帶上隨其運(yùn)行一�,溶劑蒸�(fā)成為固態(tài)薄膜,從鋼帶上剝離下的薄� �(jīng)�(dǎo)向輥引向亞胺化爐。亞胺化爐一般為多輥筒形式,與流涎機(jī)同步速度的導(dǎo)向輥引導(dǎo)聚酰胺酸薄膜�(jìn)入亞胺化�,高溫亞胺化后,由收卷機(jī)收卷�
聚酰亞胺是目前已�(jīng)工業(yè)化的高分子材料中耐熱性的品種,以作為薄膜、涂�、塑料、復(fù)合材�、膠粘劑、泡沫塑�、纖�、分離膜、液晶取向劑、光刻膠等在高新技�(shù)�(lǐng)域得到廣泛的�(yīng)�。我�(guó) 60 年代末可以小批量生產(chǎn)聚酰亞胺薄膜,現(xiàn)在已廣泛�(yīng)用于航空、航�、宇宙飛�、火箭導(dǎo)彈、原子能、電子電器工�(yè)等各�(gè)�(lǐng)��
維庫(kù)電子通,電子知識(shí),一查百��
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