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聚酰亞胺材料有啥不一樣？
文章來(lái)源：賢集網(wǎng) 更新時(shí)間：2022-08-25 14:54:47
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折疊屏的出現(xiàn)對(duì)于人類是一個(gè)利好消息，人們幻想：將手機(jī)展開(kāi)即可變身平板電腦、手機(jī)折疊便可成為時(shí)尚手表等。因?yàn)樗某霈F(xiàn)這些幻想未來(lái)成為可能。 折疊屏的好處是可以兼顧大屏幕和小屏幕，然而折疊屏能否成為未來(lái)的主流方向，很多潛在難題還有待解決。 折疊屏最重要的是使用壽命問(wèn)題，如折疊屏手機(jī)在屏幕底和手機(jī)主板之間必須貼上一層金屬薄膜作為襯底，以此增加屏幕可彎折的壽命。作為一款可折疊屏手機(jī)，要實(shí)現(xiàn)出色的可折疊體驗(yàn)，新材料的使用需求隨之而生，同時(shí)一些既有的關(guān)鍵材料也會(huì)應(yīng)可折疊的特色進(jìn)行改造。 這時(shí)候，高性能聚酰亞胺材料就脫穎而出了！ 這是一種什么樣的材料呢？性能如何?為何能成為折疊屏的“不二之選”？哪些企業(yè)布局聚酰亞胺領(lǐng)域？ 金字塔頂端的材料 高性能聚酰亞胺材料無(wú)論作為結(jié)構(gòu)材料還是功能材料，在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景及巨大的商業(yè)價(jià)值，處于高分子材料金字塔頂?shù)奈恢谩?/span> PI（聚酰亞胺）是指主鏈上含有酰亞胺環(huán)的一類聚合物，具有較高的耐油、耐溫和低介電損耗等優(yōu)異的綜合性能，有著“黃金薄膜”的美稱。 聚酰亞胺優(yōu)異的性能具有廣闊應(yīng)用前景，被稱為“解決問(wèn)題的能手”，人們普遍認(rèn)為“沒(méi)有聚酰亞胺就不會(huì)有今天的微電子技術(shù)”。 薄膜是聚酰亞胺最早的商品之一，出現(xiàn)在上世紀(jì)60-80年代，也有著“黃金薄膜”的美稱。其在手機(jī)屏幕的應(yīng)用，要從折疊手機(jī)新一代OLED照明/顯示技術(shù)說(shuō)起。 OLED在生產(chǎn)制造過(guò)程中，由于需要在柔性基板上濺射上電極或TFT材料，所以基材一般為耐高溫的聚合物，而聚酰亞胺薄膜耐高低溫性、電氣絕緣性、粘結(jié)性、耐輻射性等優(yōu)異特性十分契合需求，因此現(xiàn)在使用最多的基材為耐高溫聚酰亞胺(PI)材料。 聚酰亞胺的性能 對(duì)于全芳香聚酰亞胺，按熱重分析，其開(kāi)始分解溫度一般都在500℃左右。由于聯(lián)苯二酐和對(duì)苯二胺合成的聚酰亞胺，熱分解溫度達(dá)到600℃，是迄今聚合物中熱穩(wěn)定性最高的品種之一。 聚酰亞胺可耐極低溫，如在－269℃的液態(tài)氦中仍不會(huì)脆裂。 聚酰亞胺還具有很好的機(jī)械性能。未填充的塑料的抗張強(qiáng)度都在100Mpa以上，均苯型聚酰亞胺的薄膜（Kapton）為170Mpa以上，而聯(lián)苯型聚酰亞胺（Upilex S）達(dá)到400Mpa。作為工程塑料，彈性膜量通常為3－4Gpa，纖維可達(dá)到200Gpa，據(jù)理論計(jì)算，均苯二酐和對(duì)苯二胺合成的纖維可達(dá)500Gpa，僅次于碳纖維。 一些聚酰亞胺品種不溶于有機(jī)溶劑，對(duì)稀酸穩(wěn)定，一般的品種不大耐水解，這個(gè)看似缺點(diǎn)的性能卻給予聚酰亞胺以有別于其他高性能聚合物的一個(gè)很大的特點(diǎn)，即可以利用堿性水解回收原料二酐和二胺，例如對(duì)于Kapton薄膜，其回收率可達(dá)80％－90％。改變結(jié)構(gòu)也可以得到相當(dāng)耐水解的品種，如經(jīng)得起120℃，500小時(shí)水煮。 聚酰亞胺的熱膨脹系數(shù)在2×10-5－3×10-5℃，廣成熱塑性聚酰亞胺3×10-5℃，聯(lián)苯型可達(dá)10-6℃，個(gè)別品種可達(dá)10-7℃。 聚酰亞胺具有很高的耐輻照性能，其薄膜在5×109rad劑量輻照后，強(qiáng)度仍保持86％，一種聚酰亞胺纖維經(jīng)1×1010rad快電子輻照后強(qiáng)度保持率為90％。 聚酰亞胺具有很好的介電性能，介電常數(shù)為3.4左右，引入氟，或?qū)⒖諝饧{米尺寸分散在聚酰亞胺中，介電常數(shù)可以降到2.5左右。介電損耗為10-3，介電強(qiáng)度為100－300KV/mm，廣成熱塑性聚酰亞胺為300KV/mm，體積電阻為1017Ω/cm。這些性能在寬廣的溫度范圍和頻率范圍內(nèi)仍能保持在較高的水平。 聚酰亞胺為自熄性聚合物，發(fā)煙率低。 聚酰亞胺在極高的真空下放氣量很少。 聚酰亞胺無(wú)毒，可用來(lái)制造餐具和醫(yī)用器具，并經(jīng)得起數(shù)千次消毒。一些聚酰亞胺還具有很好的生物相容性，例如，在血液相容性實(shí)驗(yàn)為非溶血性，體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)為無(wú)毒。 PI基板及CPI膜 柔性基板主要有三種材料：塑膠、金屬箔、柔性玻璃。 目前在底層的基板部分，行業(yè)選擇采用塑膠類基板，主流為聚酰亞胺基板。 在上層的屏幕保護(hù)塑膠部分，可采用無(wú)色聚酰亞胺膜。 在玻璃材料不能支撐反復(fù)折疊的情況下，要實(shí)現(xiàn)柔性的OLED顯示，基板和蓋板都需要使用柔性材料。其中黃色PI膜可用于基板材料和輔材，CPI膜（透明PI）可用于蓋板材料和觸控材料。因此，柔性屏最關(guān)鍵的核心就是PI膜。 高性能聚酰亞胺材料的突出優(yōu)點(diǎn)是耐高溫性能，其熱分解溫度超過(guò)500℃，使用溫度高達(dá)300~450℃，可制成薄膜、復(fù)合材料、工程塑料、涂料、纖維及泡沫等多種產(chǎn)品，應(yīng)用范圍非常廣。 由于優(yōu)異性能，大家都在嘗試用它代替原來(lái)的傳統(tǒng)材料，已經(jīng)陸續(xù)涌現(xiàn)出許多新的應(yīng)用領(lǐng)域。未來(lái)，高性能聚酰亞胺的應(yīng)用將主要包括以下三個(gè)方面： 01電子 以芯片制造、封裝到電子元器件組裝的整個(gè)電子工業(yè)鏈都需要高性能聚酰亞胺材料的有利支撐。 02柔性顯示 聚酰亞胺薄膜由于可繞彎和曲折，未來(lái)將可能代替?zhèn)鹘y(tǒng)玻璃制作柔性光電顯示屏及柔性光電探測(cè)器，這對(duì)于折疊手機(jī)、智能機(jī)器人、智能無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是非常關(guān)鍵的核心技術(shù)。 03光刻膠：有負(fù)性膠和正性膠，分辨率可達(dá)亞微米級(jí)。與顏料或染料配合可用于彩色濾光膜，可大大簡(jiǎn)化加工工序。 國(guó)內(nèi)外企業(yè)進(jìn)展 目前全球產(chǎn)能仍然主要由國(guó)外少數(shù)企業(yè)所壟斷，包括美國(guó)杜邦、日本鐘化、韓國(guó)SKPI 以及日本宇部興產(chǎn)株式會(huì)社等。 據(jù)美國(guó)調(diào)查咨詢公司 Markets and Markets 數(shù)據(jù)顯示，2017 年全球PI 薄膜的市場(chǎng)規(guī)模為15.2 億美元，預(yù)計(jì)2022年將達(dá)到24.5 億美元。 而PI 纖維、PI 涂料、PI 工程塑料技術(shù)只集中在極少數(shù)公司手中，幾乎壟斷市場(chǎng)。如PI 纖維的供應(yīng)主要集中在德國(guó)贏創(chuàng)的P84 纖維和我國(guó)長(zhǎng)春高琦的軼綸纖維，其應(yīng)用領(lǐng)域廣、需求市場(chǎng)正在擴(kuò)大。 國(guó)內(nèi)PI生產(chǎn)裝置多數(shù)為百噸級(jí)，且產(chǎn)品90%以上是薄膜。 國(guó)內(nèi)大約50家規(guī)模大小不等的PI薄膜制造廠商，根據(jù)在不同終端電子產(chǎn)品的應(yīng)用，PI薄膜厚度規(guī)格可分為7.5μm，12.5μm、24.0μm及厚膜，其中手機(jī)、相機(jī)等手持式電子產(chǎn)品使用12.5μm或更薄的PI薄膜，一般電子產(chǎn)品、汽車、筆記本電腦和覆蓋膜使用25.0μm厚度的PI薄膜，補(bǔ)強(qiáng)板則使用較厚的PI薄膜。 國(guó)內(nèi)幾家典型PI薄膜制造廠商的產(chǎn)業(yè)概況如下： 桂林電氣科學(xué)研究院有限公司：產(chǎn)品有雙向拉伸聚酰亞胺薄膜，黑色PI薄膜，耐電暈PI薄膜等。 溧陽(yáng)華晶電子材料有限公司：雙向拉伸聚酰亞胺薄膜的專業(yè)制造商，PI基膜涵蓋了13μm、25μm、50μm、75μm、100μm、125μm六種厚度規(guī)格。 江陰天華科技有限公司：采用國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的流涎雙軸拉伸工藝生產(chǎn)聚酰亞胺薄膜（BOPI）的專業(yè)工廠，主要生產(chǎn)用于柔性印刷線路板的覆蓋膜FP系列；覆銅膜FC系列及部分特殊膠帶膜T系列和電工膜H系列。目前以標(biāo)稱厚度13μm和25μm為主，月生產(chǎn)量在15萬(wàn)平方米左右。 萬(wàn)達(dá)集團(tuán)微電子材料有限公司：專業(yè)生產(chǎn)雙向拉伸聚酰亞胺膜（PI膜），擁有世界先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，年生產(chǎn)能力200噸。主要生產(chǎn)的規(guī)格有：0.0125mm，0.025mm，0.05mm，0.075mm，0.08mm等幾種規(guī)格的品種。 深圳瑞華泰薄膜科技有限公司：與中科院化學(xué)所合作開(kāi)展以PI薄膜雙向拉伸、無(wú)色透明和微孔膜產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)為基礎(chǔ)的高性能PI薄膜材料，用于柔性平板顯示器，汽車大功率燃料電池以及有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。黑色PI薄膜生產(chǎn)廠家。 寧波今山電子材料：聚酰亞胺產(chǎn)品涵蓋范圍較廣，包括1.普通聚酰亞胺薄膜 2.黑色聚酰亞胺薄膜 3，防靜電黑色聚酰亞胺薄膜 4，耐電暈聚酰亞胺薄膜 5.可成型聚酰亞胺薄膜 6，導(dǎo)熱聚酰亞胺薄膜 7，白色聚酰亞胺薄膜 8，高強(qiáng)高膜PI樹(shù)脂， 9,鍍鋁PI薄膜 長(zhǎng)春高崎：2012年建成年產(chǎn)分別為5000，2000高性能薄膜和導(dǎo)電薄膜生產(chǎn)線，用于OLED白光照明，薄膜太陽(yáng)能電池、防電磁輻射透明薄膜、射頻電路板、觸屏等領(lǐng)域。 天津嘉億：主要產(chǎn)品有功能性耐電暈PI薄膜。 江蘇亞寶絕緣材料股份有限公司：目前主要產(chǎn)品有各種規(guī)格的聚酰亞胺薄膜和F46聚酰亞胺復(fù)合薄膜，其中0.025-0.225mm厚度的聚酰亞胺系列薄膜通過(guò)美國(guó)UL安全認(rèn)證和歐盟SGS報(bào)告。 常熟中訊航天絕緣村料有限公司：主要產(chǎn)品有PI薄膜(聚酰亞胺流涎薄膜)、FEP薄膜（FH、FHF聚酰亞胺-氟-46復(fù)合薄膜）以及各種規(guī)格的硅膠帶等。年生產(chǎn)PI薄膜160噸，F(xiàn)EP薄膜100多噸。 來(lái)源:UTPE彈性體門戶,中國(guó)化工信息周刊,低調(diào)的蜜獾 原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_515301.html 來(lái)源：賢集網(wǎng) 著作權(quán)歸作者所有。商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系作者獲得授權(quán)，非商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。 |
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