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聚酰亚胺薄膜的性质及应用

本文摘自再生资源回收-变宝网（）聚酰亚胺薄膜的性质及应用变宝网11月14日讯聚酰亚胺薄膜是一种耐高温电机电器绝缘材料，表现为黄色透明，它主要分成均苯型聚酰亚胺薄膜和联苯型聚酰亚胺薄膜两类，有突出的耐高温、耐辐射、耐化学腐蚀和电绝缘性能，可在250～280℃空气中长期使用。

一、聚酰亚胺薄膜的化学性质聚酰亚胺化学性质稳定。

聚酰亚胺不需要加入阻燃剂就可以阻止燃烧。

一般的聚酰亚胺都抗化学溶剂如烃类、酯类、醚类、醇类和氟氯烷。

它们也抗弱酸但不推荐在较强的碱和无机酸环境中使用。

某些聚酰亚胺如CP1和CORIN XLS是可溶于溶剂，这一性质有助于发展他们在喷涂和低温交联上的应用。

二、聚酰亚胺薄膜的物理性质热固性聚酰亚胺具有优异的热稳定性、耐化学腐蚀性和机械性能，通常为橘黄色。

石墨或玻璃纤维增强的聚酰亚胺的抗弯强度可达到345 MPa,抗弯模量达到20GPa.热固性聚酰亚胺蠕变很小，有较高的拉伸强度。

聚酰亚胺的使用温度范围覆盖较广，从零下一百余度到两三百度。

三、聚酰亚胺薄膜的应用聚酰亚胺薄膜是聚酰亚胺最早的商品之一，用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料。

主要产品有杜邦Kapton,宇部兴产的Upilex系列和钟渊Apical。

透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底版。

IKAROS的帆就是使用聚酰亚胺的薄膜制和纤维作的在火力发电部门，聚酰亚胺纤维可以用于热气体的过滤，聚酰亚胺的纱可以从废气中分离出尘埃和特殊的化学物质。

涂料：作为绝缘漆用于电磁线，或作为耐高温涂料使用。

先进复合材料：用于航天、航空器及火箭部件。

是最耐高温的结构材料之一。

例如美国的超音速客机计划所设计的速度为2.4M，飞行时表面温度为177℃，要求使用寿命为60000h，据报道已确定50%的结构材料为以热塑型聚酰亚胺为基体树脂的碳纤维增强复合材料，每架飞机的用量约为30t。

纤维：弹性模量仅次于碳纤维，作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹、防火织物。

聚酰亚胺薄膜的应用领域

聚酰亚胺薄膜的应用领域聚酰亚胺薄膜是一种高效的材料，能够在不同的领域发挥重要作用。

它的特性包括高温稳定性、抗化学侵蚀性、耐候性和优异的机械性能等。

近年来，随着科学技术的迅猛发展，聚酰亚胺薄膜在许多领域得到了广泛的应用。

一、电子学领域作为一种高度透明和导电性的薄膜材料，聚酰亚胺薄膜可以用于制作高性能的电子器件。

例如，它可以用作薄膜电容器、透明导电薄膜和加热薄膜等。

在电子板制造业中，聚酰亚胺薄膜也是一个重要材料。

它可以作为一种柔性基板，可以使电路板更加灵活和可靠。

聚酰亚胺薄膜可以承受高温度，不易与其他材料产生化学反应，使其更适合制作可靠的电子元件。

二、食品包装领域作为一种高温稳定的材料，聚酰亚胺薄膜广泛用于食品包装领域。

许多食品和饮料需要高温杀菌处理，聚酰亚胺薄膜能够承受这种高温处理，保证食品的质量和安全性。

此外，聚酰亚胺薄膜也具有良好的保温性能。

它能够防止食品的液体蒸发和空气的渗透，延长食品的保质期。

三、航空航天领域航空航天领域需要材料具有优异的耐高温性能和化学稳定性能。

聚酰亚胺薄膜可以承受极高的温度，可以在高空、高温的环境下使用。

聚酰亚胺薄膜还可以承受极端的气压和气氛，适合用于制作航空航天器的热保护层和隔热板等。

四、工业涂层领域聚酰亚胺薄膜具有优异的化学稳定性和机械性能，可以用于制作工业涂层。

它可以作为一种隔离层，防止化学物质的渗透和腐蚀。

聚酰亚胺薄膜还可以用于表面涂层，用以改善表面的抗磨损性和耐腐蚀性。

五、医疗领域聚酰亚胺薄膜在医疗领域也具有广泛的应用。

它可以用于制作医疗器械，例如人工心脏和血管支架等。

聚酰亚胺薄膜具有优异的生物相容性和抗血栓性能，可以避免人体免疫排斥反应，减少感染和血栓等副作用。

此外，聚酰亚胺薄膜还可以用于制作医用敷料和绷带。

它具有透气性和抗菌性能，可以帮助伤口愈合和预防感染。

综上所述，聚酰亚胺薄膜是一种具有广泛应用领域的高性能材料。

从电子学领域到医疗领域，聚酰亚胺薄膜都能发挥重要作用，随着科学技术的不断进步，其应用领域将会更加广泛。

聚酰亚胺薄膜的合成与性能研究

聚酰亚胺薄膜的合成与性能研究随着科技的不断发展，纳米科技在现代科学中扮演了越来越重要的角色。

聚酰亚胺薄膜作为重要的高分子材料，在纳米科技领域中有着广泛的应用。

本文将对聚酰亚胺薄膜的合成与性能研究进行阐述和讨论。

一、聚酰亚胺薄膜的制备方法1. 溶液法制备溶液法制备是制备聚酰亚胺薄膜的常用方法之一。

该方法以聚酰亚胺为主要原料，溶于有机溶剂中，在高温高压下得到薄膜。

溶液法制备的薄膜具有成本低、成膜速度快、适应性强等优点，同时也存在一些问题，如纯度难以控制、膜质量较差等。

2. 界面聚合法制备界面聚合法制备是在亲水性和疏水性介质之间加入原料催化剂，通过界面反应生成聚酰亚胺膜的方法。

该法制备的聚酰亚胺薄膜具有纯度高、膜质量好等优点，但该方法对纯度要求较高。

3. 静电纺丝法制备静电纺丝法制备是通过静电引力和表面张力作用下，将聚酰亚胺材料纺丝成微米级或纳米级的膜的方法。

该法制备的聚酰亚胺薄膜成本低、成膜速度快、膜质量优等优点，但其纤维间距较大，带电时容易影响膜性能。

二、聚酰亚胺薄膜的性能研究1. 机械性能聚酰亚胺薄膜在应用中需要承受一定的力量和摩擦，因此其机械性能是关键参数之一。

该类薄膜的机械性能主要包括强度、韧性、抗拉性能等。

近年来，研究者通过添加纳米材料，如纳米碳管、纳米硅等，来增强聚酰亚胺膜的机械性能。

2. 光学性能聚酰亚胺薄膜还可以应用于光学领域，如分光镜、反射镜、透镜等。

聚酰亚胺薄膜的光学性能涉及到其折射率、透过率、反射率等参数。

研究者通过改变聚酰亚胺分子中的取代基以及控制薄膜厚度来调控其光学性能，以满足不同应用领域的需求。

3. 热稳定性聚酰亚胺薄膜的热稳定性是其功能使用的重要指标之一。

聚酰亚胺薄膜具有优异的热稳定性，其玻璃化转变温度高于300°C。

通过添加优化型稳定剂可以进一步提高聚酰亚胺膜的热稳定性。

三、聚酰亚胺薄膜在纳米科技领域的应用聚酰亚胺薄膜因其优异的性能和可控性在纳米科技领域中有着广泛的应用，如电容器、传感器、微流控芯片、微电子封装等。

聚酰亚胺薄膜材料应用性能对比研究

聚酰亚胺薄膜材料应用性能对比研究摘要：双面涂胶的聚酰亚胺薄膜具有良好的耐高温和稳定的力学性能，可作为胶膜应用于印制组件的粘接。

其中，杜邦Kapton胶膜的市场化程度高，但不符合国产化应用的要求。

为了替代进口胶膜，本文选取国产华烁包封膜，从激光切割工艺、热压工艺和原辅材料的兼容性3个方面进行应用研究，并与进口的聚酰亚胺薄膜进行性能对比。

关键词：聚酰亚胺；Kapton胶膜；包封膜；粘接；剪切强度0 引言聚酰亚胺（PI）薄膜具有良好的耐高温性、力学性能和理化稳定性，被广泛应用于航空、航天、电子、汽车等领域[1-2]。

PI薄膜最早由杜邦公司(Dupont)生产并投入市场应用，生产过程达到全自动化控制，代表产品为Kapton薄膜[3]。

目前国内有多家单位使用Kapton胶膜进行生产。

印制电路组件使用胶膜材料粘接成型。

双面涂胶聚酰亚胺材料为组件粘接使用的一种常见胶膜[4]。

受材料进口和其他国际因素影响，Kapton胶膜虽然性能稳定，但存在断供风险。

根据实际生产状况，作者对国产聚酰亚胺薄膜材料进行应用性能研究，以替代国外Kapton胶膜。

本文针对华烁公司研发的聚酰亚胺包封膜，制作粘接样件，进行激光切割工艺、热压工艺试验，并针对三防加工过程的生产实际，完成原辅材料的兼容性试验，同时，将华烁包封膜与Kapton胶膜（杜邦公司）的应用性能进行对比研究，为国产化聚酰亚胺薄膜材料在印制电路组件上的粘接应用提供生产指导的价值。

1 试验部分1.1 材料Kapton为美国杜邦公司的进口材料，型号为LF0222，产品性能稳定，市场化程度高。

华烁包封膜是华烁科技股份有限公司生产的国产材料，型号为CID-502050SP(Y)，为新研产品。

表1 国内外聚酰亚胺薄膜的材料参数对比材料名称产品类型PI厚度涂胶厚度总厚度Kapton双面涂胶0.05mm0.05mm0.15mm华烁包封膜双面涂胶0.05mm0.05mm0.15mm表1列出了这两型聚酰亚胺薄膜的参数。

dmac在聚酰亚胺薄膜中的应用

dmac在聚酰亚胺薄膜中的应用
聚酰亚胺薄膜是一种具有广泛应用前景的高性能材料，而dmac（N，N-二甲基乙酰胺）作为一种重要的溶剂，被广泛应用于聚酰亚胺薄膜的制备中。

dmac在聚酰亚胺薄膜的制备过程中起到了溶剂的作用。

聚酰亚胺薄膜的制备过程一般包括溶解聚酰亚胺原料、薄膜的浇筑和加热固化等步骤。

而dmac作为溶剂，具有良好的可溶性和溶解能力，可以有效地将聚酰亚胺原料溶解在其中，形成均匀的溶液。

这样有利于薄膜的制备过程，保证薄膜的均匀性和质量。

dmac在聚酰亚胺薄膜的制备过程中还具有辅助剂的作用。

在聚酰亚胺薄膜的制备过程中，dmac可以调节溶液的黏度和流动性，使得溶液更易于浇筑和涂布。

同时，dmac还可以调节薄膜的干燥速度和固化温度，有利于薄膜的形成和性能的优化。

dmac还能够提高聚酰亚胺薄膜的力学性能和热稳定性。

由于dmac 的高沸点和低毒性，它可以在聚酰亚胺薄膜的制备过程中充当高温溶剂，提高薄膜的热稳定性。

同时，dmac还可以与聚酰亚胺分子之间形成氢键或离子键等相互作用，增强薄膜的分子间相互作用力，从而提高薄膜的力学性能。

dmac在聚酰亚胺薄膜的制备中扮演着重要的角色。

它既是溶剂，又是辅助剂，能够调节溶液的性质和薄膜的形成过程，从而优化薄膜
的性能。

随着对聚酰亚胺薄膜应用领域的不断拓展和研究，dmac的应用前景也将更加广阔。

聚酰亚胺薄膜项目主要用能工艺及设备节能分析

通过对合成氨技术发展现状的分析，认为合成氨技术未来的发展主要是降低成本、降低能耗、提高生产率等方面。

具体方向是在合成氨工艺技术中加大节能降耗装置的开发力度。

在大型合成氨装置的开发过程中，重点将是合成气的合成与净化、合成氨合成技术和合成气压缩机。

原料结构调整主要以“油转气”和“油转煤”为核心。

实施清洁生产和环保生产工艺，实现或接近零排放。

工艺优化技术和先进的控制技术将在未来得到更多的关注，从而提高设备的生产和运行速度，延长其运行周期。

4.3 余热和能量回收，实现热能的综合利用充分回收余热和剩余能量在每个合成氨的工艺流程：如气化的气化系统炉夹克，炉渣和飞尘废热，下行煤气显热、相变潜热等，如何利用好这些伴随工艺过程的热能，都是可以深度挖掘的节能课题。

4.4 天然气对合成氨和煤对合成氨的未来发展的影响由于全球原油的快速消费，直接导致了原油供给逐渐减少，这也就意味着石油时代即将结束。

目前，原油加工产品价格不断上涨，重油制氨成本也随之上升，失去了其在市场上的竞争优势。

在市场经济大潮的影响下，合成氨的结构必须进行调整。

此外，再结合洁净煤气化和天然气合成技术在大型氨合成装置和低能耗领域取得了重大进展和突破，这也为天然气氨合成和煤氨合成的未来发展奠定了基础。

4.5 降低生产成本，提高操作效率根据合成氨技术发展的形势分析，据估计合成氨生产的基本原则在未来不会有工艺原理的变化，技术的发展将继续紧密围绕“降低生产成本，提高操作效率”的基本目标，进一步集中在“大规模、低能耗、结构调整”上。

规模大、集成化、自动化程度高、生产中心经济规模大、能耗低、更加环保将是未来氨厂发展的主流方向。

天然气制氨每吨能耗已经接近理论水平，未来难以再显著降低。

因此我们要集中关注在导致能源的浪费或污染大气的生产过程，力争完全实现零排放，使合成氨的生产更加符合绿色化学的理念，为保护我们赖以生存的环境做出我们的贡献。

5 结语目前，合成氨工业的高能耗仍然是一个突出问题。

聚酰亚胺薄膜标准

聚酰亚胺薄膜标准
聚酰亚胺薄膜标准通常包括以下方面：
1.厚度测量：测量薄膜的厚度，通常使用微米尺或显微镜。

2.表面形貌：使用扫描电子显微镜（SEM）或原子力显微镜（AFM）等技术
来评估薄膜的表面形貌和纹理。

3.机械性能：包括拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量、弯曲模量、硬度等。

这
些机械性能参数可以反映聚酰亚胺薄膜的质量和加工性能。

4.热性能：聚酰亚胺薄膜具有较高的热稳定性，因此需要进行热性能测试，
如热重分析（TGA）、差热分析（DSC）等，以评估其耐热性和热稳定性。

5.电性能：聚酰亚胺薄膜具有良好的电绝缘性能，需要进行电性能测试，如
绝缘电阻、介电常数等，以评估其电绝缘性能。

6.化学性能：聚酰亚胺薄膜具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性，需要进行化
学性能测试，如耐化学试剂性、耐腐蚀性等，以评估其化学性能。

7.光学性能：聚酰亚胺薄膜具有较好的光学性能，需要进行光学性能测试，
如透光率、雾度等，以评估其光学性能。

8.环境适应性：聚酰亚胺薄膜在某些环境下可能会受到环境因素的影响，需
要进行环境适应性测试，如湿热试验、紫外老化试验等，以评估其在特定环境下的适应能力。

以上是聚酰亚胺薄膜标准中可能包括的主要内容，具体的测试方法和指标可能会因不同的应用领域而有所差异。

第二届薄膜会议

The 2nd High-performance Film manufacture technology exhibition第二届高性能薄膜制造技术展览会Film Expo 2011 参展商名单沧州开发区管委会常务副主任韩光普,中国塑协BOPET 薄膜专委会、流延薄膜专委会理事长、上海紫东薄膜材料股份有限公司总经理徐志强，佛山塑料集团股份有限公司总工程师、中国塑协双向拉伸聚丙烯薄膜专委会理事长吴耀根，江苏恒创包装材料有限公司总经理郭华山，中国塑协镀铝膜专委会理事长、上海永超真空镀铝有限公司总经理洪晓冬，厦门长天企业有限公司副总经理牟青英，德国布鲁克纳机械股份有限公司销售总监斯万达Mr. Markus GSCHW ANDTNER ，德国莱芬豪舍机械有限公司中国总代理捷成洋行有限公司塑料机械及加工设备处总经理庄友东，德国康甫机械有限公司薄膜机器部门销售总经理费雪先生Mr. Uwe Fischer，德国应用材料有限公司卷绕镀膜部总经理卢必克先生Mr.Gerard Loebig ，浙江精诚模具机械有限公司总经理寿晓冬，无锡市华灿化工有限公司总经理黄永华，广州思肯德电子测量设备有限公司总经理王广彪，戴尔麦克工业机械（苏州）有限公司总经理马西姆先生Mr.Massimo Bettini ，上海川野精密轴承有限公司总经理许继羡，浙江省浦江宏达有限公司张必球经理和汕头市贝斯特科技有限公司总经理杨波。

中国塑料加工工业协会廖正品会长在百忙之中专程到上海参加本次会议，并代表中国塑协致开幕辞，给予本次论坛大力支持。

随后会议进入主题交流阶段，上海紫东薄膜材料股份有限公司总经理、中国塑协BOPET 薄膜专委会理事长徐志强，上海永超真空镀铝有限公司总经理、中国塑协镀铝膜专委会理事长洪晓冬，广东德冠薄膜新材料股份有限公司董事长总裁罗维满，德国布鲁克纳机械股份有限公司市场部经理艾格纳，德国康甫机械有限公司薄膜机器部门销售总经理费雪先生和产品管理部主管古格先生，厦门长天企业有限公司高级工程师陈孟杰，德国应用材料有限公司卷绕镀膜部总经理卢必克，。

国外聚酰亚胺薄膜产品及应用进展

图1
2011 年全球 PI 市场占有率趋势研究中心(IEK)]）
（注：中国台湾工业技术研究院产业经济与
表2
国家地区美国制造商杜邦(Dupont) 东丽-杜邦 (Toray-dupont) 宇部兴产（Ube）商标 Kapton®
全球 PI 薄膜主要制造商产能
生产线/条 7 产能/(T/Y) 2640 制造地点俄亥俄州瑟克尔维尔市、德克萨斯州贝波特爱知县东海市备注电子信息行业发展需求扩产柔性线路行业需求扩产液晶、等离子电视及 TAB 等应用需求
注：信息来源为美国杜邦（Dupont）公司网站。
4.2
宇部兴产（Ube）上世纪 80 年代，日本宇部兴产 (Ube) 开发了一
将供应给 SMD 计划正式进行量产的次世代面板的基板使用。宇部兴产具体的产品特点及应用如表 4 所示。 4.3 日本钟渊（Kaneka） 1980 年日本钟渊开始实验室研究聚酰亚胺薄膜， 1984 年在日本志贺建立量产 Apical 商标的聚酰亚胺薄膜生产线，产品主要应用于 FPCs。1988 年开发出具有优越尺寸稳定性的 Apical NPI 型号， 1995 年 Apical AH 型号产出 175 µm、 200 µm、 225 µm 厚度规格的产品。日本钟渊具体的产品特点及应用详见表 5。
————————————— 收稿日期：2012-11-09 作者简介：任小龙(1982-)，男（汉族），陕西蒲城人，工程师，从事绝缘材料开发以及制程研究工作。
杜邦（Dupont）、日本宇部兴产（Ube）、钟渊化学（Kaneka）、日本三菱瓦斯 MGC 和韩国 SKCKOLONPI 为主要生产商，全球主要 PI 制造厂商产品

聚酰亚胺薄膜生产工艺及物性

聚酰亚胺薄膜生产工艺及物性聚酰亚胺薄膜是一种新型的耐高温有机聚合物薄膜 , 是由均苯四甲酸二酐(PMDA)和二氨基二苯醚(ODA)在极强性溶剂二甲基乙酰胺(DMAC)中经缩聚并流涎成膜,再经亚胺化而成.它是目前世界上性能最好的薄膜类绝缘材料,具有优良的力学性能、电性能、化学稳定性以及很高的抗辐射性能、耐高温和耐低温性能 (-269 ℃至+ 400 ℃ )。

1959 年美国杜邦公司首先合成出芳香族聚酰亚胺 ,1962 年试制成聚酰亚胺薄膜 (PI薄膜 ),1965 年开始生产 , 商品牌号为KAPTON。

我国 60 年代末可以小批量生产聚酰亚胺薄膜，现在已广泛应用于航空、航海、宇宙飞船、火箭导弹、原子能、电子电器工业等各个领域。

一、薄膜的制造聚酰亚胺薄膜的生产基本上是二步法，第一步：合成聚酰胺酸，第二步：成膜亚胺化。

成膜方法主要有浸渍法（或称铝箔上胶法）、流延法和流涎拉伸法。

浸渍法设备简单、工艺简单，但薄膜表面经常粘有铝粉，薄膜长度受到限制，生产效率低，此法不宜发展；流涎法设备精度高，薄膜均匀性好，表面干净平整，薄膜长度不受限制，可以连续化生产，薄膜各方面性能均不错，一般要求的薄膜均可采用此法生产；拉伸法生产的薄膜，性能有显著提高，但工艺复杂生产条件苛刻，投资大，产品价格高，只有高质量薄膜才采用此法。

因此本站只介绍流涎法。

流涎法主要设备：不锈钢树脂溶液储罐、流涎嘴、流涎机、亚胺化炉、收卷机和热风系统等。

制备步骤：消泡后的聚酰胺酸溶液，由不锈钢溶液储罐经管路压入前机头上的流涎嘴储槽中。

钢带以图所示方向匀速运行，将储槽中的溶液经流涎嘴前刮板带走，而形成厚度均匀的液膜，然后进入烘干道干燥。

洁净干燥的空气由鼓风机送入加热器预热到一定温度后进入上、下烘干道。

热风流动方向与钢带运行方向相反，以便使液膜在干燥时温度逐渐升高，溶剂逐渐挥发，增加干燥效果。

聚酰胺酸薄膜在钢带上随其运行一周，溶剂蒸发成为固态薄膜，从钢带上剥离下的薄膜经导向辊引向亚胺化炉。

新型无色透明聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

当代化工研究Modern Chemical Research155 2021•01科研开发新型无色透明聚酰亚胺薄膜的制备与性邑研究*黄勇程大军(自贡天龙化工有限公司四川643030)摘耍：聚酰亚胺薄膜餉用途非常的广泛被人称为“黄金薄膜”，聚酰亚胺薄膜可用作耐高温的隔热材料，作为高温环境下的胶粘剂、分离膜、光刻胶、介电缓冲层、液晶取向剂、电光材料等，大多数用于电机的槽绝缘及电缆线包材料，透明的聚酰亚胺薄膜可以在柔性印制电路板基材和各种耐高温电机电器绝缘材料这些地方起到作用，聚酰亚胺薄膜可作为高耐温、放射性的材料和防火防弹等用途广泛.它还可以作为先进复合材料的基体树脂，可用于航天、航空飞行器结构或功能部件，以及火箭、导弹等的零部件，是非常耐高温的结构材料.关键词：聚酰亚胺；薄膜；无色透明；分子结构设计；应用中图分类号：0633.22；TB383.2文献标识码：APreparation and Properties of A New Colorless Transparent Polyimide FilmHuang Yong,Cheng Dajun(Zigong Tianlong Chemical Co.,Ltd.,Sichuan,643030)Abstract:Polyimide film is widely used,which is called"golden film".Polyimide film can be used as heat insulation material with high temperature resistance.It is used as adhesive,separation film,photoresist,dielectric buffer layer,liquid crystal alignment agent and electro-optic material in high temperature environment.Most of them are used f or slot insulation and cable trapping material of m otor.Transparent polyimide film can play a role in f lexible printed circuit board substrate and various high temperature-resistant electrical and electrical insulation materials.It can also be used as the matrix resin of a dvanced composite materials,and can be used in aerospace,aircraft structures or j unctional p arts,as well as rocket,missile and other p arts.It is a very high temperature resistant structural material.Key words：polyimide\thin f ilm；colorless and transparent^molecular structure design^application引言其他高性能聚合物的一个非常大的特点，它可以利用碱性水随着技术的发展，基板材料的综合性能有着越来越高的要求，对于聚酰亚胺薄膜的制备来说，将含氟基团、含茹大侧基、脂肪环和醯键结构引入聚酰亚胺可显著提升其光学性能和溶解性。

无色透明聚酰亚胺薄膜的研究进展

无色透明聚酰亚胺薄膜的研究进展李智杰ꎬ虞鑫海∗(东华大学化学化工与生物工程学院ꎬ上海㊀２０１６００)㊀㊀摘㊀要:本文综述了无色透明聚酰亚胺(ＰＩ)薄膜的研究进展及其应用ꎬ首先分析了聚酰亚胺薄膜产生颜色的原因ꎬ并从分子结构设计的角度ꎬ介绍了几种制备无色透明聚酰亚薄膜的方法:分子主链上引入含氟基团㊁脂环结构和非共平面结构等ꎬ并分析了各种方法的不足ꎮ此外ꎬ还介绍了无色透明聚酰亚胺薄膜在光电器件中的应用ꎮ关键词:聚酰亚胺㊀薄膜㊀无色透明㊀分子结构设计㊀应用中图分类号:ＴＱ３２３.８㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００６３３４Ｘ(２０１９)０４００２６０５收稿日期:２０１９０５１６作者简介:李智杰(１９９６ )ꎬ江苏镇江人ꎬ在读硕士研究生ꎬ研究方向为无色透明聚酰亚胺薄膜ꎮ∗通讯作者:虞鑫海ꎬｙｕｘｉｎｈａｉ＠ｄｈｕ.ｅｄｕ.ｃｎꎮ㊀㊀高分子材料是工业生产中应用十分广泛的一类材料ꎬ种类繁多ꎬ发展前景广阔ꎮ聚酰亚胺是综合性能极其优异的一种有机高分子材料ꎬ其主链上含有特征结构酰亚胺环(－ＣＯ－Ｎ－ＣＯ)ꎮ聚酰亚胺材料具有优良的耐低温性㊁耐辐射性㊁介电性能和机械性能ꎬ热膨胀系数低ꎬ无毒可自熄ꎬ可用于制造薄膜㊁涂料㊁先进复合材料㊁纤维㊁工程塑料㊁电－光材料㊁光刻胶等ꎬ其中聚酰亚胺薄膜是当今电子㊁微电子以及航天航空等工业中不可或缺的材料之一ꎬ其优异的耐热性能和可弯曲的柔韧特性使其成为柔性封装以及柔性光电器件中的重要材料ꎬ受到了学者的重点研究ꎮ然而ꎬ传统的聚酰亚胺薄膜一般属于全芳香族ꎬ且一般由二胺和二酐通过缩聚反应制得预聚物ꎬ再经过亚胺化处理制得ꎮ二胺残基的给电子性和二酐残基的吸电子性导致了分子内电荷的运动ꎬ形成电子转移络合物(ＣＴＣ)ꎬ从而透光率低ꎬ薄膜显示出特征黄色或棕黄色ꎬ大大限制了其在光学领域的应用ꎮ目前国内外学者通过在聚酰亚胺主链上引入含氟基团㊁脂环结构㊁非共平面结构㊁间位取代结构㊁砜基等抑制ＣＴＣ的形成ꎬ从而提高聚酰亚胺薄膜的透光性ꎬ降低薄膜的黄色指数ꎮ据此而制备的ＰＩ薄膜可分为含氟类㊁脂环类㊁非共平面类等[１３]ꎮ１㊀不同类型ＰＩ薄膜研究进展１.１㊀含氟类ＰＩ薄膜氟原子电负性较大ꎬ可降低二胺的给电子性ꎬ以此抑制ＣＴＣ的形成ꎻ同时氟原子体积较大ꎬ可增加分子间的自由体积ꎬ继而提高聚酰亚胺材料的介电性能[４]ꎮ虞鑫海[５]将等摩尔比的１ꎬ３－双(２－三氟甲基－４－氨基苯氧基)苯(ＤＡＲｅｓ－２ＴＦ)和２ꎬ２－双[４－(２－三氟甲基－４－氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(ＢＡＰＦＰ－２ＴＦ)作为二胺与双酚Ａ型二醚二酐(ＢＰＡＤＡ)缩聚ꎬ通过流延机成膜及热亚胺化制得全芳型含氟ＰＩ薄膜ꎮ该薄膜热分解温度为５１２.４ħꎬ最大透光率高达９５％ꎮ张丽娟等[６]将１ꎬ３－双(２－三氟甲基－４－氨基苯氧基)苯(ＤＡＲｅｓ－２ＴＦ)与芳香族二酐在ＮꎬＮ－二甲基乙酰胺(ＤＭＡｃ)溶剂中进行缩聚反应制得预聚体ꎬ通过热亚胺化制得ＰＩ薄膜ꎮ该薄膜紫外截止波长为３６５ｎｍꎬ最大透光率超过９０％ꎬ但玻璃化转变温度只有１８５.２ħꎬ拉伸断裂强度仅９８.５２ＭＰａꎬ表明含氟基团的引入在提高此薄膜光学性能的同时ꎬ也带来薄膜的玻璃化转变温度与力学性能降低的问题ꎮ韩青霞等[７]以双酚ＡＦ和２－氯－５－硝基三氟甲苯为原料制备含氟二胺２ꎬ２－双[４－(４－氨基－２－三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷(ＢＡＰＦＰ－２ＴＦ)ꎬ以３ꎬ３ᶄꎬ４ꎬ４ᶄ－联苯四酸二酐(ＢＰＤＡ)为二酐单体ꎬ分别与上述含氟二酐㊁２ꎬ２－双[４－(４－氨基－２－三氟甲基苯氧基)苯基]丙烷及二苯醚二胺通过缩聚㊁热亚胺化处理得到三种ＰＩ薄膜ꎮ其中ＢＡＰＦＰ－２ＴＦ型ＰＩ薄膜的耐热性和溶解性良好ꎬ５００ｎｍ处透过率为９０.８％ꎬ初始分解温度高达５１９ħꎬ较其他两种薄膜ꎬ尤其是无氟薄膜ꎬＢＡＰＦＰ第３４卷第４期２０１９年１２月合成技术及应用ＳＹＮＴＨＥＴＩＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＶｏｌ.３４㊀Ｎｏ.４Ｄｅｃ.２０１９－２ＴＦ型ＰＩ薄膜的无色透明性得到了较大的提升ꎮ张明艳等[８]将以４ꎬ４ᶄ－(六氟异丙烯)二酞酸酐(６ＦＤＡ)㊁４ꎬ４ᶄ－二氨基－２ꎬ２ᶄ－双三氟甲基联苯(ＴＦＭＢ)及不同比例的３ꎬ３ᶄꎬ４ꎬ４ᶄ－联苯四羧酸二酐(ＢＰＤＡ)进行共聚制备了一系列聚酰亚胺薄膜ꎮ结果表明加入ＢＰＤＡ的系列薄膜在失重５％时的温度都大于５２５ħꎬ玻璃化转变温度都高于３０３ħꎬ表明热性能优良ꎮ加入ＢＰＤＡ的摩尔分数不大于２０％时ꎬ４５０ｎｍ处的透光率均超过９０％ꎬ介电常数小于２.５ꎬ可满足实际应用的要求ꎮ但系列薄膜的拉伸断裂强度为８４.２７~１００.７４ＭＰａꎬ机械强度不足ꎮ陈颖等[９]分别将９ꎬ９－双(３－氟－４－氨基苯基)芴(ＦＦＤＡ)㊁４ꎬ４ᶄ－二氨基二苯醚(ＯＤＡ)和环丁烷四甲酸二酐(ＣＢＤＡ)进行缩聚ꎬ并以等摩尔比的ＦＦＤＡ和ＯＤＡ作为二胺与ＣＢＤＡ共聚ꎬ采用梯度升温的热亚胺法制得了三种聚酰亚胺薄膜ꎮ性能测试表明ꎬ共聚所得ＰＩ薄膜的光学性能最佳ꎬ４５０ｎｍ处透光率高达９２％ꎬ紫外截止波长低至２８７ｎｍꎬ１０ｋＨｚ时介电常数只有２.２９ꎬ同时薄膜还有较好的耐热稳定性和机械强度ꎮ这说明该配方中脂环结构㊁氟原子㊁含芴大侧基及醚键的引入对薄膜光学性能的提高起到了较好的协同作用ꎬ且没有牺牲薄膜的热学和力学性能ꎮＣｈｏＨＭ等[１０]以４ꎬ４ᶄ－(六氟异丙烯)二酞酸酐(６ＦＤＡ)和４ꎬ４ᶄ－二氨基－２ꎬ２ᶄ－双三氟甲基联苯(ＴＦＭＢ)为二胺ꎬ以３ꎬ３ᶄꎬ４ꎬ４ᶄ－联苯四羧酸二酐(ＢＰＤＡ)为二酐ꎬ通过ＰＡＡ前驱体制备共聚物ꎬ通过ＰＡＡｓ的化学亚胺化反应制备凝胶状ＰＡＡ膜或可溶性ＰＩ树脂ꎮ然后用这些中间产物在３００ħ的高温下制备了具有柔韧性的低色㊁高透明度ＰＩ薄膜ꎮＳｉｎｇＪＹ等[１１]以２ꎬ２ᶄ－双(三氟甲基)－４ꎬ４ᶄ－二氨基联苯(ＴＦＭＢ)为二胺ꎬ一定摩尔比的４ꎬ４ᶄ－(六氟异丙烯)二酞酸酐㊁均苯四甲酸二酐㊁氢化均苯四甲酸二酐为二酐制备的聚酰亚胺薄膜具有优异的光学性能ꎬ在可见光范围内透光率超过９０％ꎬ黄色指数小于２ꎬ玻璃化转变温度高于２７０ħꎬ且具有较低的热膨胀系数ꎮ综上ꎬ含氟基团的引入可以有效地提高薄膜的光学和介电性能ꎬ一般不会影响薄膜的耐热稳定性ꎬ但氟元素的引入可能会导致薄膜机械强度的降低以及玻璃化转变温度的下降ꎮ此外ꎬ含氟二胺相对来说价格较高ꎬ这也会使得薄膜的成本进一步上升ꎮ１.２㊀脂环类ＰＩ薄膜脂环化合物指的是分子中含有除苯环及稠苯体系以外的碳环结构的化合物ꎬ在聚酰亚胺主链中引入脂环结构可有效抑制链内或链间的电荷转移ꎬ从而改善ＰＩ薄膜的光学性能ꎮ虞鑫海等[１２]以等摩尔比的３ꎬ３ᶄ－二甲基－４ꎬ４－二氨基二环己基甲烷(ＤＭＤＣ)和２ꎬ２－双[４－(２－三氟甲基－４－氨基苯氧基)苯基]丙烷(ＢＡＰＰ－２ＴＦ)为二胺ꎬ与双酚Ａ型二醚二酐(ＢＰＡＤＡ)反应ꎬ再通过流延机成膜及热亚胺化反应得到的ＰＩ薄膜具有极佳的光学性能ꎬ可见光最大透过率为９７５％ꎬ热分解温度为４７９.１ħꎮ徐永芬等[１３]将两种二胺３ꎬ３ᶄ－二甲基－４ꎬ４－二氨基二环己基甲烷(ＤＭＤＣ)和４ꎬ４ᶄ－二氨基二苯醚(ＯＤＡ)按照不同的比例与３ꎬ３ᶄꎬ４ꎬ４ᶄ－四羧基二苯醚二酐(ＯＤＰＡ)反应ꎬ制得了一系列ＰＩ薄膜ꎮ只以ＯＤＡ为二胺的ＰＩ薄膜最高透过率为８５５％ꎬ其他ＰＩ薄膜的最高透过率为８８.４％~９０３％ꎮ表明脂环结构明显提高了薄膜的光学性能ꎬ然而随着ＤＭＤＣ用量的增加ꎬ玻璃化转变温度和耐热稳定性略有所下降ꎮ张玲等[１４]以１ꎬ１ᶄ－双(４－氨基苯基)环己烷(ＢＡＰＣ)和２ꎬ２ᶄ－双(三氟甲基)－４ꎬ４ᶄ－二氨基联苯(ＴＦＭＢ)为二胺分别与３ꎬ３ᶄꎬ４ꎬ４ᶄ－二苯醚四酸二酐(ＯＤＰＡ)㊁３ꎬ３ᶄꎬ４ꎬ４ᶄ－二苯酮四酸二酐(ＢＴＤＡ)通过两步法制备了两种脂环类ＰＩ薄膜ꎬ与只以ＴＦＭＢ为二胺及同样的二酐为原料且采用相同工艺制备的ＰＩ薄膜相比ꎬ脂环类薄膜的光学性能有了较大的提升ꎮ然而ꎬ由于脂环结构的存在增加了分子链的柔性ꎬ两种薄膜的拉伸断裂强度并不高ꎬ分别为１０４７９ＭＰａ和９９.６１ＭＰａꎮ刘金刚等[１５]将１ꎬ２ꎬ３ꎬ４－环丁烷四酸二酐㊁１ꎬ２ꎬ４ꎬ５－环戊烷四酸二酐和１ꎬ２ꎬ４ꎬ５－环己烷四酸二酐与含三氟甲基的芳香族二胺通过两步法制得了一系列ＰＩ薄膜ꎬ结果表明半脂环结构与三氟甲基的协同作用使薄膜具有较高的透光率ꎬ系列薄膜中４５０ｎｍ处大部分透光率都在９０％以上ꎬ失重５％温度在４３８~４６３ħꎮ王大可等[１６]用自制的功能二胺与１－亚甲基双(４－氨基合环己烷)㊁１ꎬ３－环己二甲胺作为二胺ꎬ与羧酸二酐反应制得的聚酰亚胺薄膜在３８５ｎｍ处的透光率高达９３.１％且该薄膜具有优良的疏水性能ꎬ在液晶显示及光波导材料等光学领域有巨大的应用潜力ꎮ鲁云华等[１７]将１ꎬ４－双(４－氨基－２－三氟甲基苯氧基)苯与两种脂环二酐发生共聚反应ꎬ先在７２第４期李智杰等.无色透明聚酰亚胺薄膜的研究进展氮气气氛中制得聚酰胺酸ꎬ再按照一定的工艺热亚胺化ꎬ最高升温至２８０ħꎬ所制得的ＰＩ薄膜在４５０ｎｍ处的透光率高达９５％ꎬ玻璃化转变温度为２８５ħꎮ他还将１ꎬ４－双(４－氨基－２－三氟甲基苯氧基)苯㊁上述脂环二酐中的一种以及不同的含三氟甲基的二胺共聚ꎬ制得的ＰＩ薄膜４５０ｎｍ处的透光率在９０％以上ꎮ胡知之等[１８]用含有三氟甲基的芳香族二胺与脂环二酐１ꎬ２ꎬ３ꎬ４－环丁烷四羧酸二酐㊁１ꎬ２ꎬ４ꎬ５－环戊烷四羧酸二酐㊁１ꎬ２ꎬ３ꎬ４－环丁烷－对称(３ꎬ６－氧桥)－１ꎬ２ꎬ３ꎬ６－四氢苯－１ꎬ２－二甲基甲酸酐通过两步法制备了一系列ＰＩ薄膜ꎬＰＩ薄膜在４５０ｎｍ处的透光率在９１％~９５％ꎬ紫外截止波长在２８０~３０６ｎｍ之间ꎬ玻璃化转变温度２５２~２８８ħꎬ并且薄膜在非质子强极性溶剂中溶解性良好ꎮＯｇｕｒｏＨ等[１９]以１ꎬ２ꎬ４ꎬ５－环己四羧基二氢化物和芳香二胺为原料ꎬ采用一步高温缩聚法制备了可溶性ＰＩ薄膜ꎮ薄膜在２５０ħ和氮气流下进行双轴和横向拉伸ꎬ吹干后薄膜的厚度为２００μｍꎬ透光率达８９.８％ꎬ黄色指数１.９ꎮＨｉｄｅｏＳ等[２０]通过脂环二酐１ꎬ２ꎬ３ꎬ４－环丁烷四酸二酐将脂环结构引入聚酰亚胺主链中ꎬ并与芳香族二胺制备了ＰＩ薄膜ꎮ相比于以均苯四甲酸二酐为二酐及相同的芳香族二胺为原料制备的ＰＩ薄膜ꎬ脂环结构明显地提高了薄膜的综合性能ꎬ５０μｍ厚度的薄膜透光率在８１.５％~８５.５％ꎬ厚度较小ꎬ２μｍ时几乎无色ꎮ由此可见ꎬ脂环结构的引入对于ＰＩ薄膜的透光率有明显的改善作用ꎬ但由于分子链中柔性的脂环结构代替了部分刚性结构ꎬ使得薄膜的耐热性能和机械强度有所降低ꎮ因此ꎬ脂环类ＰＩ薄膜在分子链的设计中要注意脂环结构与刚性结构的搭配ꎬ不可过多地牺牲薄膜的力学和耐热性能ꎮ１.３㊀非共平面类ＰＩ薄膜引入非共平面结构使得分子链的共平面性遭到破坏ꎬ分子链之间距离增大ꎬ降低了分子链的堆积密度ꎬ从而减少了电荷转移络合物ꎬ改善聚酰亚胺薄膜的光学性能ꎮ裴响林[２１]用３ꎬ３ᶄ－二叔丁基－４ꎬ４ᶄ－二氨基苯基－４ᶄ－叔丁基甲苯及３ꎬ３ᶄ－二叔丁基－４ꎬ４ᶄ－萘基甲烷与芳香二酐反应制得了含有大侧基和大吊环结构的聚酰亚胺ꎬ同时用以４－苯基苯甲醛及２－异丙基苯胺合成的非共平面二胺与芳香二酐在高温条件下反应得到聚酰亚胺ꎬ用溶液浇注法共制得两类非共平面聚酰亚胺薄膜ꎬ薄膜均具有较好的光学㊁介电和力学性能ꎬ其中最大透光率在８８％~９０％之间ꎮ莫鑫等[２２]将非共平面结构３ꎬ３ᶄꎬ５ꎬ５ᶄ－四甲基及甲苯基结构引入聚酰亚胺的主链ꎬ由溶液浇注法制备的ＰＩ薄膜具有优异的光学性能ꎬ５００ｎｍ处的透光率高于８５％ꎬ玻璃化转变温度高于３３３ħꎮ刘金刚等[２３]以３ꎬ３ᶄꎬ４ꎬ４ᶄ－联苯四甲酸二酐(ｓ－ＢＰＤＡ)及２ꎬ３ꎬ３ᶄꎬ４ᶄ－联苯四甲酸二酐(α－ＢＰＤＡ)作为二酐与含氟芳香二胺反应制备了两种聚酰亚胺薄膜ꎬ由于选用的二酐使聚酰亚胺主链中带有了非共平面结构以及非共平面结构与氟原子的协同作用ꎬ使得薄膜的光学性能得到了明显提高ꎬ４５０ｎｍ处透光率接近９３％ꎬ几乎接近无色ꎮ相对于引入非共平面结构而言ꎬ引入含氟基团和脂环结构对ＰＩ薄膜光学性能的提高更显著ꎬ而非平面结构的优势在于对分子链中刚性结构没有影响ꎬ因此不会牺牲薄膜的力学和耐热稳定性ꎮ在分子设计中ꎬ可以考虑在引入非共平面结构的同时再引入含氟基团或脂环结构等ꎬ在多因素的协同作用下提高薄膜的综合性能ꎮ１.４㊀其他类ＰＩ薄膜间位取代结构增加了自由体积ꎬ降低了分子间的作用力ꎬ故可有效减少电子转移络合物的形成ꎮ张玉谦等[２４]通过以２ꎬ７－双(３－氨基苯氧基)噻嗯(ＡＰＯＴ)作为二胺引入了间位取代结构ꎬ以３ꎬ３ᶄꎬ４ꎬ４ᶄ－二苯醚四酸二酐(ＯＤＰＡ)㊁４ꎬ４ᶄ－(六氟异丙烯)二酞酸酐(６ＦＤＡ)为二酐ꎬ分别通过化学亚胺法制得了两种ＰＩ薄膜ꎬ薄膜在４５０ｎｍ处的透光率分别为８６％和８７％ꎬ且具有较高的折射率ꎮ与以含有对位取代结构的２ꎬ７－双(４－氨基亚苯基硫烷基)噻嗯(ＡＰＴＴ)为二胺ꎬＯＤＰＡ㊁２ꎬ３ꎬ３ᶄꎬ４ᶄ－联苯四羧酸二酐(α－ＢＰＤＡ)为二酐所制备的ＰＩ薄膜相比ꎬ光学性能有明显的提高ꎮ砜基中由于有硫原子ꎬ故而电负性较高ꎬ吸电子性强ꎬ可有效抑制电子转移络合物的形成ꎮ张谭妹等[２５]将砜基和间位取代结构引入自制的新型二胺ꎬ以６ＦＤＡ㊁ＢＰＤＡ为二酐制备的聚酰亚胺薄膜具有良好的无色透明性ꎬ玻璃化转变温度高且具有荧光功能ꎮ除此之外ꎬ引入醚键㊁体积较大的取代基㊁减少共轭双键结构等都对ＰＩ薄膜的光学性能有所提高ꎬ而各种方法也都有其利弊ꎬ如柔性的醚键在提升透光率的同时会使薄膜的机械强度下降ꎬ因此ꎬ选取合８２合成技术及应用第３４卷适的二胺㊁二酐ꎬ使分子链的设计做到取长补短是制备无色透明聚酰亚胺薄膜的关键所在ꎮ２㊀应㊀用随着时代的发展ꎬ光电器件的更新换代越来越快ꎬ人们对光电器件的性能也提出了越来越高的要求ꎬ如轻质化㊁超薄化和柔性化等ꎮ这种趋势为无色透明聚酰亚胺光学薄膜的发展提供了巨大的机遇ꎮ无色透明ＰＩ薄膜具有轻薄㊁透明㊁可耐高温㊁加工性好等优点ꎬ可用于柔性显示器件㊁柔性太阳能电池等各种基体ꎬ在光电子领域得到了广泛的应用ꎮ此外ꎬ无色透明ＰＩ薄膜还是未来柔性封装的重点研究材料ꎮ２.１㊀柔性显示器件衬底柔性衬底是柔性显示器件中的重要组成部分ꎬ起到了结构支撑以及为光信号传输提供介质的作用ꎬ柔性衬底的特性和功能在很大程度上决定着柔性器件的质量ꎮ目前ꎬ柔性显示器的衬底主要有三种:薄玻璃㊁透明塑料(聚合物)和金属箔ꎮ透明塑料基体与薄玻璃都具有良好的透光率ꎬ但透明塑料基体同时还具有与金属箔相当的柔韧性[２６]ꎮ因此ꎬ透明塑料基体是柔性显示的理想选择ꎮ采用塑料衬底的柔性显示器具有薄㊁轻㊁柔性好等优点ꎬ具有广阔的发展前景ꎮ无色透明ＰＩ薄膜热稳定性能和机械性能优异ꎬ抗张强度高ꎬ除了目前广泛使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(ＰＥＴ)薄膜外ꎬＰＩ薄膜被业界认为是最适宜做柔性衬底的材料之一ꎮ２.２㊀柔性薄膜太阳能电池衬底柔性薄膜太阳能电池是一种性能优良且成本低廉的先进电池ꎬ可用于太阳能手电筒㊁太阳能背包㊁太阳能汽车或集成在屋顶或外墙上ꎬ用途十分广泛ꎮ传统的薄膜太阳能电池对形状没有适应性ꎬ而在柔性聚合物基板上制备薄膜太阳能电池可以解决这一问题ꎬ并能降低电池的重量和成本ꎮ无色透明ＰＩ薄膜具有极佳的光学透明性和优异的耐高温性ꎬ可以承受加工过程中４５０ħ以上的高温ꎬ为生产高效太阳能电池提供了可能ꎮ２.３㊀柔性封装材料基板封装指的是用绝缘材料将集成电路打包ꎬ将电路与外界隔离ꎬ以防止空气中的杂质腐蚀电路ꎬ同时也便于电路的安装和运输ꎮ目前ꎬ光电器件的发展趋势为超薄化㊁轻质化和柔性化ꎬ这就需要相应的高性能柔性封装材料ꎮ传统的玻璃基板厚度较大ꎬ质量偏大且不具备柔性ꎬ无法满足未来柔性封装材料的要求ꎮ无色透明ＰＩ薄膜能满足柔性要求ꎬ且透明质轻ꎬ可耐高温和高压ꎬ因此是未来柔性封装基板材料的首选ꎮ３㊀结㊀论通过分子结构设计ꎬ如在主链上引入含氟基团㊁脂环结构㊁非共平面结构㊁间位取代结构㊁砜基等ꎬ或者将上述因素结合起来发挥协同作用ꎬ都能有效地提高聚酰亚胺薄膜的光学性能ꎮ在提高ＰＩ薄膜的光学性能同时ꎬ也要兼顾ＰＩ薄膜的其他性能ꎬ如力学性能㊁介电性能和耐热稳定性ꎮ此外ꎬ利用纳米复合效应可以在保持ＰＩ薄膜光学性能的前提下ꎬ降低薄膜的热膨胀系数提高机械和耐热性能[２７２８]ꎮ无色透明ＰＩ薄膜无疑是一种技术含量高㊁附加值高的新型材料ꎬ优良的综合性能使其成为先进光电器件的理想选择ꎮ可以预见ꎬ随着光电制造需求的不断增加ꎬ无色透明ＰＩ薄膜的研究将会受到学术界和工业界的更多关注ꎬ无色透明ＰＩ薄膜正面临着巨大的发展机遇ꎮ目前无色透明ＰＩ薄膜在市面上非常有限ꎬ成本昂贵ꎬ仅应用于高端电子产品ꎮ因此ꎬ如何降低无色透明ＰＩ薄膜的成本值得广大材料研究人员深入研究ꎮ参考文献:[１]㊀许梅芳ꎬ虞鑫海ꎬ徐永芬.功能性聚酰亚胺的研究进展[Ｊ].化工新型材料ꎬ２０１３ꎬ４１(９):１３＋７.[２]㊀任小龙.电子行业用特种聚酰亚胺薄膜研究进展[Ｃ].//第十六届中国覆铜板技术市场研讨会论文集ꎬ２０１５:１５３１６５. 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聚酰亚胺及其薄膜的制造与应用

薄膜最终制成品无熔点，超过５０Ｃ急剧分解。表０￣
收稿日期：００—０２１６—１２
作者简介：国光（９３）男，吴１４一，天津，高级工程师，主要从事聚酯薄膜涂层及其相关化学品的合成、数码影像耗材及特殊高
分子材料聚酰亚胺的研发。
胺及其薄膜的研发更以迅猛之势取得长足进步。迅速向多层柔性印刷电路板领域；太阳能电池及
法热亚胺化法的工艺过程与设备较简单。但通常化学亚胺化法的产能高，且所得薄膜的物化性能好。在我国几乎所有厂家均采用热亚胺化法，而在国际上几乎所有公司均完成了从热亚胺化法向化学亚胺化法的技术与装备的过渡。２２聚酰亚胺薄膜制造的工艺过程［］．１
ｌＶｌ讣ＥＷ
聚酰亚胺薄膜是上个世纪６０年代由曾经是世
学亚胺化法。前者是将聚酰胺酸加热到一定温度，使之脱水闭环亚胺化，制成聚酰亚胺树脂薄膜。后者是在将温度保持在一５Ｃ以下的聚酰胺酸溶液￣
信息记录材料
｛年第ｊ卷辇５｝｛期
综
述
聚酰亚胺及其薄膜的制造与应用
吴国光
（津感光材料公司，天津天３０２）０２０
摘
要：本文介绍了特殊高分子材料聚酰亚胺及其薄膜的性能、用途、合成方法与制膜工艺条件以及在信

聚酰亚胺膜(PI膜)行业市场规模、下游应用及产能分布

聚酰亚胺膜（PI膜）行业市场规模、下游应用及产能分布聚酰亚胺（Polyimide，PI）是分子主链中含有酰亚胺基团（-CO-NHCO-）的芳杂环高分子化合物，被誉为“解决问题的能手”。

PI是目前能够实际应用的最耐高温的高分子材料，同时在低温下也能保持较好性能，长期在-269℃到280℃范围内不变形。

此外PI材料在加工性能、机械性能、绝缘性能、阻燃性能，耐化学腐蚀性、耐辐射性能等诸多方面均有良好的表现，可广泛应用于航天、机械、医药、电子等高科技领域。

一、聚酰亚胺膜行业市场规模按照化学组成和加工特性，聚酰亚胺具有不同的分类。

聚酰亚胺按化学组成，可分为芳香族和脂肪族两类；按加工特性，可分为热塑性和热固性两类。

热塑性聚酰亚胺主要包括均苯酐型、联苯酐型以及氟酐型，而热固性聚酰亚胺主要包括双马来酰亚胺树脂以及PMR酰亚胺树脂。

聚酰亚胺的应用形态广泛，主要有薄膜、涂料、复合材料、纤维、泡沫塑料、工程塑料等，其中薄膜是电子级应用的主要形态。

PI薄膜是聚酰亚胺最早进入商业流通领域且用量最大的一种，主要产品有杜邦的Kapton、宇部兴产的Upilex系列和钟渊的Apical。

此后，随着市场需求的不断细化以及技术水平的提高，不同特殊单体制备的PI薄膜以及改性PI薄膜逐渐成为了电子级应用的主要材料形态。

传统的PI薄膜颜色多为黄色，最早应用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料，多为电工级产品。

随着航空、轨道交通以及电子信息等诸多技术领域日新月异的发展，市场和产品的不断细分以及新兴研究领域的开拓，电工级PI膜已经不能完全满足市场的多元化需求，通过特殊单体制备的不同功能PI薄膜和改性的传统PI薄膜可以满足新型的电子级应用需求。

PI薄膜市场空间广阔。

预计随着下游电子行业的进步，到2022年全球PI薄膜材料的市场规模将达到24.5亿美元。

二、聚酰亚胺膜行业下游应用1.FPC是PI膜最大的应用领域，驱动PI膜向上PI薄膜可制成挠性覆铜板（FCCL）基材和覆盖膜，实现FPC的可挠性。

聚酰亚胺及其薄膜在航空航天中的应用_吴国光

聚酰亚胺及其薄膜在航空航天中的应用吴国光（天津天感感光材料公司，天津　３００２２０）摘　要：聚酰亚胺及其复合材料是耐热级别最高的高分子材料。

加之具有很强的防紫外线、抗辐射能力，在航空航天、空间技术领域发挥重要作用。

本文介绍了其在航空航天器的结构材料、太阳能电池、液晶显示等领域中近年来国内外的一些科研成果。

阐明应加快包括聚酰亚胺在内的高性能材料研发速度的观点。

关键词：聚酰亚胺；薄膜；航空航天；结构材料；太阳能电池；液晶显示中图分类号：ＴＱ３１文献标识码：Ａ　文章编号：１００９－５６２４－（２０１２）０１－００２８－０７收稿日期：２０１１－１０－３１作者简介：吴国光（１９４３－），男，天津人，高级工程师，主要从事聚酯薄膜及其涂层，数码影像耗材及特种高分子材料研发。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｕｉｊｉａｎｇｌｉ１３０＠１２６．ｃｏｍ１　引言聚酰亚胺（ＰＩ）及其薄膜不仅具有优良的机械与电气特性，而且具有良好的耐高、低温性能，特别是抗辐射能力。

聚酰亚胺在航空、航天中发挥重要作用。

例如，以其为主体的复合材料是最耐高温的结构材料之一，广泛应用于航空、航天器及火箭部件中。

聚酰亚胺及其薄膜在航天器的太阳能电池；各种保温部件；遥感摄影及其显示器件和众多电子装置元件，如柔性印刷电路板（ＦＰＣ）等诸多领域中发挥重要作用。

尤其是在加强航天器抗击太阳风暴的能力中起到重要作用。

近几年来，包括我国在内的世界航天大国和国外电子强国加紧对新型聚酰亚胺及其衍生物制品的研发和在空间技术领域的应用研究。

２　在轻体结构材料中的应用航空、航天器所用结构材料除要求高耐热、防辐射外还要求重量轻，强度好，首选聚酰亚胺及其衍生物。

例如，美国的超音速客机设计，大量的结构材料选用聚酰亚胺复合材料［１］。

２．１　质轻发泡结构体日本昭和飞机工业公司与ュニチカ公司联合发明了在发泡体与结构体内壁之间，即使是复杂形状的情况下也具有良好粘接力，并且是容易加工的发泡体制造方法。