① PI膜的聚酰亚胺薄膜(PI膜)
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通常所说的聚酰亚胺材料是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物,英文名告悔Polyimide(简称PI) ,是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一。
1、力学性能:拉伸、弯曲、压缩强度较高,突出的抗蠕变性和尺寸稳定性。
2、热性能:主链键能大、不易断裂分解、耐高温、耐低温、低热膨胀系数。
3、电性能:介电强度高、耐电拦银晕性突出。
4、耐化学:耐油和有机溶剂、不耐碱、简友宴不耐强氧化剂、不耐热或碱水解、耐辐射、自熄性发烟率低。
5、缺点:熔点太高,不溶于大多数有机溶剂,加工流动性不佳,易水解、吸水性较高及吸水膨胀系数大等。
② 国内外聚酰亚胺薄膜比较
聚酰亚胺的市场及技术分析
2007年,全球聚酰亚胺(PI)的年消费量为6万吨左右,美国、日本、欧洲是世界上聚酰亚胺最主要的消费市场。
2007年,美国、日本、欧洲聚酰亚胺的消费量分别约为1.8万吨、1.6万吨和0.7万吨。
专家预测,世界对聚酰亚胺的需要将以每年6%的速度递增,到2012年总消费量将达到约8万吨。
2007年,全球聚酰亚胺(PI)的年消费量为6万吨左右,美国、欧洲、日本是世界上聚酰亚胺最主要的消费市场。
2007年,美国、欧洲、日本聚酰亚胺的消费氏蠢量分别约为1.8万吨、1.6万吨和0.7万吨。
专家预测,世界对聚酰亚胺的需要将以每年6%的速度递增,到2012年总消费量将达到约8万吨。
PI是综合性能最佳的有机高分子材料之一,已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域,各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。
由于聚酰亚胺在性能和合成化学上的特点,其应用也十分广泛,聚酰亚胺有包括工程塑料、纤维、薄膜、先进复合材料、泡沫塑料、胶粘剂、分离膜、液晶显示用的取向排列剂等数十种。
目前,聚酰亚胺在各个国家和地区消费构成有所不同,美国主要消费领域是塑料,占消费量的80%左右;欧洲主要消费领域是漆包线漆,占消费量的70%~80%;日本主要消费领域是薄膜和塑料,合计占消费量的95%左右。
高端纤维市场潜力大
在种类众多的特种工程塑料中,由于聚酰亚胺的耐高温性能、抗拉强度均优于同类产品,因此价格也相对较贵。
但对性能要求不高的领域,如果使用PI替代其他材料,依然存在一定的困难。
据不完全统计,目前世界上聚酰亚胺的主要生产厂家约有50家,主要的生产厂家有美国杜邦公司、日本三井东亚公司以及日本宇部兴产公司等。
据了解,同聚酰亚胺纤维竞争的纤维品种主要有:PTFE(聚四氟乙烯)、PPS(聚苯硫醚)、玻纤、Nomex(芳纶)。
各纤维由于性能不同,应用领域及应用环境也不尽相同,但从相关性能来看PI纤维竞争优势明显。
高温滤料主要应用于环保行业的袋式除尘领域,主要与钢铁、冶金、水泥、化工行业以及电力和垃圾焚烧炉等有密切关系,而袋式除尘替代电除尘是大势所趋。
随着国家对环保的日益重视, *** 和民间资本在这一领域的投入越来越大,环保产业因而呈现出了高速发展的态势。
相比2008年,2009年高温过滤材料大幅增加,尤其是高端产品发展较快。
2008年,我国滤料总产量中低端滤料约占40%,中端滤料约占40%,高端滤料约占20%,未来发展空间巨大。
薄膜市场仍将高速增长
在我国的PI产品中,90%以上是薄膜。
截至2009年,Pl薄膜规模达到凳核郑约4700吨/年,生产厂家在40家枣颂以上,年产量达到2000~3000吨。
国内90%以上企业都采用普通流延法,产品低端,主要应用于绝缘材料和柔性覆铜板(FCCL)两大领域。
目前,我国90%以上的Pl薄膜应用于绝缘材料领域,年消费量2000~3000吨,应用领域包括机车、电机、核电设备绝缘、耐高温电线电缆、扬声器音圈骨架、电磁线、耐高温导线、耐高温压敏胶带、绝缘复合材料等,对PI薄膜质量要求不高。
柔性覆铜板是广泛应用于电子工业、汽车工业、信息产业和各种国防工业所用挠性印刷电路板(FPC)的主要材料。
在该领域,PI薄膜主要用做绝缘基膜,此外还可用做FPC高温胶带。
在家电下乡、3G通讯、信息家电及汽车电子等方面的高速增长,都成为了推动FCCL市场发展的动力。
然而,我国FCCL领域应用的PI薄膜85%以上依赖进口,年进口量为800~900吨。
国内仅漂阳华晶、江阴天华科技、无锡高拓和山东万达微电子材料公司等厂家能生产。
以电子领域的12.5nmPI双向拉伸薄膜为例,我国企业最高报价是每千克1500元左右,一般报价只有几百元,而美国杜邦、日本宇部兴产公司报价在3000元以上。
在绝缘材料领域,国产PI薄膜价格一般在每千克10~30元,而进口产品价格在1800~3000元。
随着中国电子工业的快速发展,预计未来几年我国PI薄膜市场将以年均12%以上的速率快速增长,2013年我国PI薄膜需求量将达5000吨左右。
产能不足成本高
聚酰亚胺品种繁多、形式多样,在合成上具有多种途径,因此可以根据各种应用目的进行选择,这种合成上的易变通性也是其他高分子材料所难以具备的。
从历史文献的研究中,由于各国对聚酰亚胺的详细情况披露有限,所以成本数据并不透明。
从深圳惠程相关资料中可以看出,聚酰亚胺的原料构成主要有二酐、二胺、异构二酐、二甲基乙酰胺、去离子水等。
其中,目前国内二酐即均苯四甲酸二酐(PMDA)的生产方法多采用均四甲苯以钒钛氧化物为催化剂。
国内PMDA生产厂家虽有几家,但产能不足万吨。
市场缺口仍然需要进口,均酐生产主要集中在杜邦、赫司特等少数大公司。
据了解,目前国内PMDA报价在5.2万~5.6万元/吨不等,而吨聚酰亚胺需原料为0.5吨左右。
二胺即二苯醚二胺(又称二氨基二苯醚,ODA),主要用作聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂的原料和交联剂。
目前,国内ODA生产量不大,全年大约1000多吨,价格约为7.8万元/吨。
另外,异构二酐包括异构BP鄄DA、异构ODPA、异构TDPA等。
而二甲基乙酰胺(DMAC)是无色透明的可燃液体,主要用于耐热合成纤维、塑料薄膜、涂料、医药、丙烯腈纺丝的溶剂,目前市场报价在1.08万元/吨。
根据上述各单项成本的估算,吨聚酰亚胺成本为8万元/吨左右。
生产新技术成功面世
聚酰亚胺产品可用于汽车和飞行器发动机、通讯仪器、建筑机械、工业机械、商用设备、电子电器和微电子、分析和医疗设备以及传输和纺织设备等领域。
由于其昂贵的价格,依然对部分应用领域具有挤出效应。
长春应用化学研究所开发的聚酰亚胺及制品合成新工艺,改变了传统聚酰亚胺的合成方法,开辟了一条新的氯代苯酐合成聚酰亚胺反应途径。
经综合测算,新加工工艺可使聚酰亚胺的生产成本降低30%以上。
目前,世界上只有美国通用电气(GE)公司采用以硝基酞酰亚胺为原料生产聚醚酰亚胺,其规模已经达到万吨级。
但是,以硝基酞酰亚胺生产聚醚酰亚胺路线存在有大量废酸,提纯使用有机溶剂,难以用直接法合成聚酰亚胺,副产物是产生对反应不利并污染环境的亚硝酸钠,且存在不能生产联苯二酐等缺点。
而采用氯代苯酐路线,这些缺点全部可以克服,因此可以认为氯代苯酐路线是目前世界上产生聚酰亚胺最先进和最经济的路线。
聚酰亚胺定义
聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物,英文名Polyimide(简称PI),可分为均苯型PI、可溶性PI、聚酰胺-酰亚胺(PAI)和聚醚亚胺(PEI)四类。
PI是综合性能最佳的有机高分子材料之一,耐高温达400℃以上,长期使用温度范围-200℃~300℃,无明显熔点,具有高绝缘性能。
另外,PI作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域,各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。
聚酰亚胺性能
聚酰亚胺树脂的综合性能非常优秀,它具有抗腐蚀、抗疲劳、耐高温、耐磨损、耐冲击、密度小、噪音低、使用寿命长等特点。
聚酰亚胺类型
由于聚酰亚胺在性能和合成化学上的特点,其应用也十分广泛,聚酰亚胺的形态也达数10种之众。
但我们主要分析5种形态:工程塑料、纤维、薄膜、先进复合材料、泡沫塑料。
其他形态包括泡沫塑料、胶粘剂、分离膜、液晶显示用的取向排列剂等。
主要产品
工程塑料:工程塑料分为热塑性和热固性树脂两大类。
热塑性聚酰亚胺材料由于它的不熔性质,影响了这类高性能材料的广泛应用。
而热固性工程塑料融优良的加工成型性能和高性能于一体。
其中,聚酰亚胺特种工程塑料具有较高的玻璃化转变温度(243℃)和熔点(334℃),负载热变型温度高达316℃,可在250℃下长期使用;PI树脂不仅耐热性比其他耐高温塑料优异,而且具有高强度、高模量、高断裂韧性以及优良的尺寸稳定性。
纤维:聚酰亚胺纤维又被称为芳酰亚胺纤维,分为普通耐热和高强度两类。
前者用于高温介质的过滤材料、主要电缆护套、消防服等。
后者的力学性能可达到碳纤维水平,是先进复合材料的增强剂,也可以用于防弹背心及其他防护盾甲。
目前,用于制造高温过滤材料应用广泛且迫切。
其中,国内市场广泛使用的袋式除尘装置的核心关键——耐高温滤料,普遍应用的是底端的PPS纤维,高端的聚酰亚胺纤维全部进口。
薄膜:1961年美国杜邦首次生产出PI薄膜,目前世界PI薄膜生产技术主要集中于三大生产商:美国杜邦、日本宇部兴产和日本钟渊化学。
先进复合材料:聚酰亚胺复合材料是目前最耐高温的树脂基复合材料,主要应用于航空航天等。
泡沫塑料:聚酰亚胺泡沫塑料是聚合物中热稳定性最好的泡沫材料之一,长期可耐250℃~300℃的温度,短时可耐400℃~500℃的高温。
自从20世纪70年代开发成功以来,已有近40年的发展历史。
聚酰亚胺泡沫塑料按结构可分为热固性聚酰亚胺泡沫、热塑性聚酰亚胺泡沫两类。
从全球范围来看,掌握聚酰亚胺核心技术并进行产业化的生产商只有奥地利Evonic公司,而且公司利用二酐和二胺合成聚酰亚胺的工艺相比Evonic成本更低,技术的排他性、市场的不充分竞争、一体化程度造就了公司的稀缺性。
③ 剥离液用在面板显示加工的哪些工艺环节
在OLED柔性显示面板的制作过程中,首先需要在硬质载体基板上形成一层PI膜层,然后在PI膜层上形成柔性衬底基板,在柔性衬底基板上制备OLED显示元件(包括OLED像素阵列和有机发光结构)和封装层,之后再采用机械剥离或激光照射剥离蔽陵方法将制备好了OLED显示元件的柔性衬底基板和硬质载体基板剥离,得到OLED柔性显示面板。把柔性衬底基板从硬质载体基板上剥离的工艺是制程中的关键技术。
现有的机械剥离对产品的损伤较大,成品良率较低,这液并老种方法已逐渐被淘汰。激光照射剥离方法是在载体基板背面(即载体基板未设置柔性显示面板的一侧)采用激光设备闹升发射的高能激光光束进行扫描,使PI膜层发生变性,粘着性能下降,从而破坏柔性显示面板与载体基板之间的接触面的附着力,然后再使用物理手段如提拉、牵引、刀切等需要施加机械力的方式将柔性显示面板从硬质载体基板剥离下来。激光照射剥离方法需要高能激光扫描,导致生产效率较低,且激光设备的成本也很高,同时,高能激光扫描还有可能对制备的OLED显示元件带来一定的影响,进而影响柔性显示面板的性能。
④ PI膜的薄膜的制造工艺
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。成膜方法腊肆主要有浸渍法(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,性能有显着提高,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。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消滑运行方向相反,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,溶剂蒸发成轮桥轿为固态薄膜,从钢带上剥离下的薄膜 经导向辊引向亚胺化炉。亚胺化炉一般为多辊筒形式,与流涎机同步速度的导向辊引导聚酰胺酸薄膜进入亚胺化炉,高温亚胺化后,由收卷机收卷。
⑤ 聚酰亚胺是什么材料
首先聚酰亚胺(博鼎Kapton)。也就我历团们平常所说的PI绝缘薄好烂租膜
耐温等级分别为260℃、300℃、350℃以上的超耐高温塑料
长期工作温度在260℃左右,可进行热模压、冷压烧结、注塑等多种成型工艺,还可做成高温胶用在绝缘、高温涂层等领域。可进行热模压、冷压烧结等成型工艺,还可做成高温胶。
长期工友兆作温度在350℃以上、短期可达450℃,回可进行热模压、冷压烧结等成型工艺,还可做成高温胶。
已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光、电子、机车、汽车、精密机械和自动办公机械等领域。
⑥ PI膜的聚酰亚胺薄膜(PI膜)
聚酰亚胺通常分为两大类:
热塑性聚酰亚胺,如亚胺薄膜、涂层、纤维及现代微电子用聚酰亚胺等。
热固性聚酰亚胺,主要包括双马来酰亚胺(BMI)型和单体反应物聚合(PMR)型聚酰亚胺及其各自改性的产品。BMI 易加工但脆性较大。 (1)优异的耐热性。聚酰亚胺的分解温度一般超过500℃,有时甚至更高,是目前已知的有机聚合物中热稳定性最高的品种之一,这主要是因为分子链中含有大量的芳香环。
(2)优异的机械性能。未增强的基体材料的抗张强度都在100MPa以上。用均酐制备的Kapton薄膜抗张强度为170MPa,而联苯型聚酰亚胺(Upilex S)可达到400MPa。聚酰亚胺纤维的弹性模量可达到500MPa,仅次于碳纤维。
(3)良好的化学稳定性及耐湿热性。聚酰亚胺材料一般不溶于有机溶剂,耐腐蚀、耐水解。改变分子设计可以得到不同结构的品种。有的品种经得起2个大气压下、120℃,500h的水煮。
(4)良好的耐辐射性能。聚酰亚胺薄膜在5×109rad剂量辐射后,强度仍保持86%;某些聚酰亚胺纤维经1×1010rad快电子辐射后,其强度保持率为90%。
(5)良好的介电性能。介电常数小于3.5,如果在分子链上引入氟原子,介悔袜野电常数可降到2.5左右,介电损耗为10,介电强度为100至300kV/mm,体积电阻为1015-17Ω·cm。因此,含氟聚酰亚胺材料的合成是目前较为热门的研究领域。
上述性能在很宽的温度范围和频率范围内都是稳定的碧喊。除此之外,聚酰亚胺还具有耐低温、膨胀系数低、阻燃以及良好的生物相容性等特性。聚酰亚胺优异的综合性能和合成化学上的多样性,可广泛应用于多种领域。 (1)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。主要产品有杜邦的Kapton ,日本宇部兴产的Upilex 系列和钟渊的Apical 。透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底板;
(2)涂料:作为绝缘漆用于电磁线,或作为耐高温涂料使用;
(3)先进复合材料的基体树脂: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,是最耐高温的结构材料之一;
(4)纤维:聚酰好银亚胺纤维的弹性模量仅次于碳纤维,可以作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹防火织物;
(5)泡沫塑料:可用做耐高温隔热材料;
(6)工程塑料:有热固性也有热塑性,可以模压成型也可用注射成型或传递模塑(RTM) ,主要用于自润滑、密封、绝缘及结构材料。此外聚酰亚胺还可以作为高温环境中的胶粘剂、分离膜、光刻胶、介电缓冲层、液晶取向剂、电-光材料等 PI膜按照用途分为一般绝缘和耐热为目的的电工级以及附有挠性等要求的电子级两大类。电工级PI膜因要求较低国内已能大规模生产且性能与国外产品没有明显差别;电子级PI膜是随着FCCL的发展而产生的,是PI膜最大的应用领域,其除了要保持电工类PI膜优良的物理力学性能外,对薄膜的热膨胀系数,面内各向同性(厚度均匀性)提出了更严格的要求。未来仍需进口大量的电子级PI膜,其原因是国产PI膜在性能上与进口PI膜存在一定的差距,不能满足FCCL中高端产品的要求。在预测未来市场价格方面,长期以来电子级PI膜的定价权一直由杜邦公司,钟渊公司所掌控,但是随着近年来韩国SKC和KOLON两家公司的分别加入重组,以及经济危机对电子产品外销的影响,产品价格也有所降低,但是电子级PI膜仍存在着较高的利润空间。
⑦ 聚酰亚胺薄膜胶带生产是用什么胶水粘接的
聚酰亚胺胶带是以PI聚酰亚胺薄膜为基戚州材涂布有机硅压敏胶粘剂KL-9310B,在逗号或者微凹涂布机器中,高温加热快速固化的硅胶压敏胶,配合BPO或双二四等过氧化物、Primer底涂剂KL-26AB-8或CL-24S-3一起使用。起加工工艺有:配胶、涂布、烘烤后收卷而成。
聚酰亚胺薄膜胶带用压敏胶特性:
外观: 透明或浅黄色胶体
粘度: 30000~50000cps
透光率: 94%
折射率: 1.48
固含量: 60%
比重 0.95g/cm3
涂布后的聚酰亚胺胶带具有:耐高低温、耐酸碱、耐溶剂、毁仔竖电气绝缘(H级)、防辐射等性能。纤大
有机硅涂布的PI胶带典型应用于:电子胶带、PI保护金手指及锂电池遮蔽胶带。