6051聚酰亞胺薄膜材料的兩步制備工藝是由實(shí)驗(yàn)室合成技術(shù)擴(kuò)展而來的,包括:(1)在極性溶劑如NMP中制備聚酰胺酸膠液;(2)化學(xué)或熱固化亞胺化過程。如果聚酰亞胺材料的玻璃化溫度小于300℃,則使用一步直接熔融擠出或熔融聚合的方法來制備薄膜應(yīng)該是可能的.遺憾的是這方面的研究至今還沒有取得重要的進(jìn)展,也沒有制備出可供微電子封裝用的薄膜材料。
化學(xué)亞胺化方法是將有機(jī)酸酐(通常是乙酸酐)和有機(jī)胺(如吡啶或三乙胺)的混合溶液加入聚酰胺酸溶液中使之發(fā)生亞胺化反應(yīng)形成聚酰亞胺。由于在該條件下亞胺化過程在室溫下是很快的,因此薄膜將快速形成。首先制備出一個(gè)不溶的聚酰胺酸/聚酰亞胺薄膜.然后將它在高溫下有控制的熱處理以完成亞胺化和干燥過程。
熱固化亞胺化方法是將聚酰胺酸溶液涂覆在一個(gè)支撐面上,逐漸加熱使溶液揮發(fā)。然后將部分亞胺化的膜從支撐面上取下。后在高溫下有控制地加熱處理以完成亞胺化和干燥過程。
雖然從化學(xué)結(jié)構(gòu)上講沒有區(qū)別,但由化學(xué)方法和熱方法制造的薄膜性質(zhì)是很不相同的。這些方面的論述超出了本章的內(nèi)容范圍。但應(yīng)該指出,工藝過程與聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)一樣對材料的性能至關(guān)重要。材料的拉仲取向、形態(tài)結(jié)構(gòu)和應(yīng)力都對它的熱收縮、面內(nèi)熱膨脹和雙向物理強(qiáng)度具有顯著的影響。
6051聚酰亞胺薄膜優(yōu)異的綜合性能和合成化學(xué)上的多樣性,可廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。
目前聚酰亞胺的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括:
(1) 薄膜:是聚酰亞胺早的商品之一,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陽能電池底板。
(2) 涂料:作為絕緣漆用于電磁線,或作為耐高溫涂料使用。
(3) 先進(jìn)復(fù)合材料的基體樹脂:用于航天、航空飛行器結(jié)構(gòu)或功能部件以及火箭、導(dǎo)彈等的零部件,是耐高溫的結(jié)構(gòu)材料之一。
(4) 纖維:聚酰亞胺纖維的彈性模量僅次于碳纖維,可以作為高溫介質(zhì)及放射性物質(zhì)的過濾材料和防彈防火織物。
(5) 泡沫塑料:可用做?! ?/p>
(6) 工程塑料:有熱固性也有熱塑性,可以模壓成型也可用注射成型或傳遞模塑(RTM) ,主要用于自潤滑、密封、絕緣及結(jié)構(gòu)材料。此外聚酰亞胺還可以作為高溫環(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。