PI膜的聚酰亞胺薄膜(PI膜)
聚酰亞胺通常分為兩大類:
熱塑性聚酰亞胺,如亞胺薄膜、塗層、纖維及現代微電子用聚酰亞胺等。
熱固性聚酰亞胺,主要包括雙馬來酰亞胺(BMI)型和單體反應物聚合(PMR)型聚酰亞胺及其各自改性的產品。BMI 易加工但脆性較大。 (1)優異的耐熱性。聚酰亞胺的分解溫度壹般超過500℃,有時甚至更高,是目前已知的有機聚合物中熱穩定性最高的品種之壹,這主要是因為分子鏈中含有大量的芳香環。
(2)優異的機械性能。未增強的基體材料的抗張強度都在100MPa以上。用均酐制備的Kapton薄膜抗張強度為170MPa,而聯苯型聚酰亞胺(Upilex S)可達到400MPa。聚酰亞胺纖維的彈性模量可達到500MPa,僅次於碳纖維。
(3)良好的化學穩定性及耐濕熱性。聚酰亞胺材料壹般不溶於有機溶劑,耐腐蝕、耐水解。改變分子設計可以得到不同結構的品種。有的品種經得起2個大氣壓下、120℃,500h的水煮。
(4)良好的耐輻射性能。聚酰亞胺薄膜在5×109rad劑量輻射後,強度仍保持86%;某些聚酰亞胺纖維經1×1010rad快電子輻射後,其強度保持率為90%。
(5)良好的介電性能。介電常數小於3.5,如果在分子鏈上引入氟原子,介電常數可降到2.5左右,介電損耗為10,介電強度為100至300kV/mm,體積電阻為1015-17Ω·cm。因此,含氟聚酰亞胺材料的合成是目前較為熱門的研究領域。
上述性能在很寬的溫度範圍和頻率範圍內都是穩定的。除此之外,聚酰亞胺還具有耐低溫、膨脹系數低、阻燃以及良好的生物相容性等特性。聚酰亞胺優異的綜合性能和合成化學上的多樣性,可廣泛應用於多種領域。 (1)薄膜:是聚酰亞胺最早的商品之壹,用於電機的槽絕緣及電纜繞包材料。主要產品有杜邦的Kapton ,日本宇部興產的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)塗料:作為絕緣漆用於電磁線,或作為耐高溫塗料使用;
(3)先進復合材料的基體樹脂:用於航天、航空飛行器結構或功能部件以及火箭、導彈等的零部件,是最耐高溫的結構材料之壹;
(4)纖維:聚酰亞胺纖維的彈性模量僅次於碳纖維,可以作為高溫介質及放射性物質的過濾材料和防彈防火織物;
(5)泡沫塑料:可用做耐高溫隔熱材料;
(6)工程塑料:有熱固性也有熱塑性,可以模壓成型也可用註射成型或傳遞模塑(RTM) ,主要用於自潤滑、密封、絕緣及結構材料。此外聚酰亞胺還可以作為高溫環境中的膠粘劑、分離膜、光刻膠、介電緩沖層、液晶取向劑、電-光材料等 PI膜按照用途分為壹般絕緣和耐熱為目的的電工級以及附有撓性等要求的電子級兩大類。電工級PI膜因要求較低國內已能大規模生產且性能與國外產品沒有明顯差別;電子級PI膜是隨著FCCL的發展而產生的,是PI膜最大的應用領域,其除了要保持電工類PI膜優良的物理力學性能外,對薄膜的熱膨脹系數,面內各向同性(厚度均勻性)提出了更嚴格的要求。未來仍需進口大量的電子級PI膜,其原因是國產PI膜在性能上與進口PI膜存在壹定的差距,不能滿足FCCL中高端產品的要求。在預測未來市場價格方面,長期以來電子級PI膜的定價權壹直由杜邦公司,鐘淵公司所掌控,但是隨著近年來韓國SKC和KOLON兩家公司的分別加入重組,以及經濟危機對電子產品外銷的影響,產品價格也有所降低,但是電子級PI膜仍存在著較高的利潤空間。