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1、聚酰亚胺及其薄膜的制造与应用吴国光(天津感光材料公司,天津300220)摘要:本文介绍了特殊高分子材料聚酰亚胺及其薄膜的性能、用途、合成方法与制膜工艺条件以及在信息记录和影像材料中的应用。阐述了提高中国的聚酰亚胺和相关制造设备的技术水平,只有走自主研发和技术创新之路的观点。简述了我国感光材料公司进行聚酰亚胺及其薄膜开发的优势资源条件及引领中国的聚酰亚胺技术与事业取得突破性进展的重要意义。关键词:聚酰亚胺;薄膜;信息记录;影像材料;柔性印刷电路板中图分类号:TQ31文献标识码:A文章编号:1009-5624-(2010)05-0047-071列出了厚度为25Lm的聚酰亚
2、胺薄膜的基本1引言性能。聚酰亚胺树脂是一种用途广泛的特殊的高分表1聚酰亚胺薄膜的基本性能(25Lm)子材料。它具有优良的物理机械特性,如耐高温Table1thebasicpropertiesofpolyimidefilm(25Lm)和耐低温性能,较高的拉伸强度,较低的线性膨胀系数,适宜的弹性模量,极小的热收缩率,良项目性能好的自润滑性和很强的抗辐射能力。它同时具有拉伸强度MPa25e180优良的电气与化学稳定性。180e145可将聚酰亚胺树脂制成模塑粉、薄膜、漆料、弹性模量MPa90发泡材料、中空管等,广泛用于工程塑料,航空,断裂伸长率%80航天,电工、电子,环境保护
3、,新能源,医学和电气强度MV/M300信息记录及其影像技术与材料等诸多领域。其中,用量最大的产品是薄膜。分解起始温度e450[1]比热容[KJ/(Kg1K)]01109聚酰亚胺薄膜的基本性能如下:经双向拉伸的聚酰亚胺薄膜在-269~400e具导热率[W/(m1K)]23e0115有优异的物理机械、电气、化学和耐辐射性能。200e0117薄膜最终制成品无熔点,超过500e急剧分解。表热膨胀系数/K-1<100e118@10-5>200e4185@10-5收稿日期:2010-06-12作者简介:吴国光(1943-),男,天津,高级工程师,主要从事聚酯薄膜相对介电常数(最大
4、值)312涂层及其相关化学品的合成、数码影像耗材及特殊高分介质损耗因数(最大值)010022子材料聚酰亚胺的研发。47聚酰亚胺薄膜是上个世纪60年代由曾经是世学亚胺化法。前者是将聚酰胺酸加热到一定温度,界知名的感光材料公司、感光胶片片基的主要供使之脱水闭环亚胺化,制成聚酰亚胺树脂薄膜。应商之一DUPONT公司开发成功的。开始,主后者是在将温度保持在-5e以下的聚酰胺酸溶液中要用于绝缘薄膜等领域。后来,随着世界科学技加入一定量脱水剂(如乙酸酐等)和触媒(叔胺术的迅猛发展,特别是全球进入信息化时代,外化合物等),快速混合均匀,加热到一定温度使之层宇宙空间的开发进入一个新的
5、阶段,地球人努脱水闭环亚胺化,制成聚酰亚胺树脂薄膜。力探求绿色环保新能源以来,世界范围内聚酰亚在制造聚酰亚胺薄膜时,相比于化学亚胺化胺及其薄膜的研发更以迅猛之势取得长足进步。法热亚胺化法的工艺过程与设备较简单。但通常迅速向多层柔性印刷电路板领域;太阳能电池及化学亚胺化法的产能高,且所得薄膜的物化性能燃料电池等新能源领域;尤其是2004年以来加速好。在我国几乎所有厂家均采用热亚胺化法,而向通信及数字影像等领域扩张。在国际上几乎所有公司均完成了从热亚胺化法向2010年4月22日美国空军向太空发射了首架化学亚胺化法的技术与装备的过渡。[1,3-5]X)37B可重复飞行无人驾
6、驶/空天飞机0,其最212聚酰亚胺薄膜制造的工艺过程多可飞行270天,依靠太阳能板和锂离子电池获得聚酰亚胺薄膜制造的工艺流程如下:能量。聚酰亚胺就是此太阳能板和电池隔膜基体聚酰胺酸合成)))流延)))纵向拉伸)))横的良好构成材料。并且,此空天飞机上多处关键向拉伸)))切边)))收卷技术部位必然使用了一些高性能聚酰亚胺及其薄也有一些性能要求不太高的产品,可只采用[2]膜,几乎涵盖了前述所有领域。流延工艺,不进行双向拉伸。21211聚酰胺酸的合成2聚酰亚胺树脂的合成方法及制膜在氮气保护下将芳香族二胺(414-'二氨基二苯醚)溶于溶剂二甲基乙酰胺中,搅拌下分次少量工艺加入
7、干燥的芳香族二酐(均苯四甲酸二酐)。当加入二酐时,溶液粘度逐渐增大,当达到等摩尔比211均苯型聚酰亚胺树脂的合成左右时,粘度急剧变大,反应基本结束。适宜的早在1908年Bogart等首先合成了聚酰亚胺,反应温度是10~20e。但是直至上世纪60年代初,聚酰亚胺才得到工业制备聚酰胺酸时的反应条件如温度,所用原上的应用,从此获得迅速发展。由DUPONT公料、加料次序及原料比例等因素,对聚酰胺酸的司于上世纪60年代开发成功实现工业化生产的是性能有很大影响。均苯型热固性聚酰亚胺树脂及其薄膜产品。随后在聚酰胺酸的合成中,只有当反应温度较低除均苯型热固性聚酰亚胺
