6051聚酰亞胺薄膜是電力電器的關(guān)鍵絕緣材料,廣泛應用于輸配電設(shè)備、風力發(fā)電設(shè)備、變頻電機、高速牽引電機及高壓變壓器等的制造。上世紀90年代以來,高性能聚酰亞胺薄膜材料又成為微電子制造與封裝的關(guān)鍵性材料,廣泛應用于超大規(guī)模集成電路的制造、柔性封裝基板、柔性連接帶線等方面。從時速300公里的高鐵到微薄小型化的筆記本電腦、手機、照相機、攝像機等電子產(chǎn)品都離不開聚酰亞胺薄膜。
據(jù)統(tǒng)計,去年我國聚酰亞胺薄膜的年需求量超過2800噸,美日等國外公司的產(chǎn)品占了我國市場份額的80%。而其中的高性能聚酰亞胺薄膜的生產(chǎn)技術(shù)又主要掌握在美日等發(fā)達國家手中。美國杜邦公司的標準型聚酰亞胺薄膜在近10年的時間里一直保持在約1000元人民幣/公斤的高壟斷價位上。
聚酰亞胺薄膜(PI膜)一種新型的耐高溫有機聚合物薄膜,是由芳香二酐和二胺在極強性溶劑中進行縮聚反應,獲得高分子量的聚酰胺酸溶液,環(huán)化后成為聚酰亞胺薄膜[1-3],聚酰亞胺(Polyimides簡稱PI)是一大類主鏈上含有酞酰亞胺或丁二酰亞胺環(huán)的耐高溫聚合物,通常由二酐或二胺合成,目前是已經(jīng)工業(yè)化的聚合物是使用溫度高的材料之一,其分解溫度達到550℃~600℃,長期使用溫度可達到200℃~380℃,此外還具有優(yōu)良的尺寸和氧化穩(wěn)定性、耐輻照性能,絕緣性能、耐化學腐蝕、耐磨損、強度高等特點,被廣泛應用于航空、航天、機械、電氣、原子能、微電子、液晶顯示等高技術(shù)領(lǐng)域,并已經(jīng)成為全球火箭、宇航等尖端科技領(lǐng)域不可缺少的材料之一。
目前合成聚酰亞胺薄膜常用的方法是由二酐和二胺在非質(zhì)子極性溶劑中低溫縮聚得到前體聚酰胺酸及脫水環(huán)化得到聚酰亞胺兩步,在合成了所需的聚酰胺酸后,具有一定黏性的聚酰胺酸通過特定的成型方法成為均勻、特定厚度的薄膜,隨后通過亞胺化將聚酰胺酸反應為聚酰胺酸并得到固態(tài)的聚酰亞胺薄膜,目前較為常用的方法為流延法和流延拉伸法,相比于流延法,流延拉伸法常用于制備高性能的聚酰亞胺薄膜。
在我國,流延法及浸漬法工藝均較為成熟,其中浸漬法由于產(chǎn)品絕緣性能較差,正逐漸被淘汰,化學亞胺法是向溫度保持在-5℃以下的聚酰胺酸溶液中加入一定量的脫水劑和觸媒,國內(nèi)多數(shù)廠家只能采用熱酰亞胺化法工藝,相較而言,化學酰亞胺化法具備更多優(yōu)點,例如:所需時間短、生產(chǎn)車速快、產(chǎn)能高等,聚酰亞胺(PI)薄膜經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已經(jīng)成為電子、電機產(chǎn)品的重要原料之一。