聚酰亞胺是一類分子鏈中含有環(huán)狀酰亞胺基團的高分子聚物，(Polyimide，簡稱PI)。近來， 各國都在將聚酰亞胺的研究、開發(fā)及利用列入21世紀(jì)最有希望的工程塑料之一。

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聚酰亞胺簡介

聚酰亞胺是一類分子鏈中含有環(huán)狀酰亞胺基團的高分子聚物，(Polyimide，簡稱PI)。近來， 各國都在將聚酰亞胺的研究、開發(fā)及利用列入21世紀(jì)最有希望的工程塑料之一。聚酰亞胺材料具有優(yōu)異的耐高溫、耐低溫、高強高模、高抗蠕變、高尺寸穩(wěn)定、低熱膨脹系數(shù)、高電絕緣、低介電常數(shù)與損耗、耐輻射、耐腐蝕等優(yōu)點,同時具有真空揮發(fā)分低、揮發(fā)可凝物少等空間材料的特點,可加工成聚酰亞胺薄膜、耐高溫工程塑料、復(fù)合材料用基體樹脂、耐高溫粘結(jié)劑、纖維和泡沫等多種材料形式,因此在航空航天、空間、微電子、精密機械、醫(yī)療器械等許多高新技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的商業(yè)價值。【1,2,7】

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聚酰亞胺發(fā)展歷程

聚酰亞胺最早于1908年開始有報道，但是限于當(dāng)時的知識水平并沒有得到足夠的重視。直到20世紀(jì)20年代聚合物開始被世人所認(rèn)識后，40年代的一些專利中才開始提及聚酰亞胺。到50年代聚酰亞胺作為一種高分子材料開始發(fā)展起來，并隨著時代的發(fā)展和人們對高性能材料需求的增加，聚酰亞胺因其優(yōu)異的綜合性能成為近年來研究的熱點。其主要發(fā)展歷程如下：

國外PI薄膜主要生產(chǎn)廠家

美國杜邦（Dupont）：從1950年起美國杜邦公司開始了耐高溫聚合物的研究，1962年芳香族聚酰亞胺開始在布法羅試生產(chǎn)，取名為“H”型薄膜。1965年在俄亥俄州的塞克爾維尼建廠開始大規(guī)模生產(chǎn)，并登記商品名為Kapton”，“Kapton”薄膜有3種類型：H型、F型、V型，到1980年，生產(chǎn)有3種型號20多種規(guī)格（7.5~125μm）,幅寬1500mm。通過技術(shù)改進，杜邦公司又于1984年推出3種改良型Kapton薄膜，分別為HN型、FN型、VN型，改良型聚酰亞胺薄膜在目前的生產(chǎn)中已占整個亞胺薄膜產(chǎn)量的85%。

杜邦聚酰亞胺標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品介紹：

來源Dupont官網(wǎng)

東麗-杜邦（Dupont-Toray）：1983年杜邦與日本東麗對半合資建立東洋產(chǎn)品公司，由杜邦提供技術(shù)和原料,專門生產(chǎn)Kapton”PI薄膜，1985年9月投產(chǎn)，薄膜寬度為1500mm。杜邦公司在1999年4月宣布投資中國臺灣，1996年建成第一座聚酰亞胺（PI）廠太巨公司，并成為該公司的主要股東，使太巨成為杜邦公司在臺生產(chǎn)PI膜和柔性復(fù)合材料為主的公司。

日本宇部興產(chǎn)（ube）：日本宇部興產(chǎn)工業(yè)公司在上世紀(jì)80年代初研制成功一種新型線性聚酰亞胺，包括UpilexR、UpilexS和UpilexC型系列薄膜。宇部興產(chǎn)獨立開發(fā)型號為UpilexR、產(chǎn)能100萬平方米/年（合80噸/年）的PI薄膜于1983年投產(chǎn)，1985年增加了一個型號UpilexS。Upilex最大寬度1016mm，共有三個型號：R型、S型、C型，厚度規(guī)格25~125μm（其中R型和C型各有7種規(guī)格）。與Kapton相比，UpilexS具有高耐熱性、較好的尺寸穩(wěn)定性和低吸濕性。

日本宇部興產(chǎn)PI產(chǎn)品介紹：

來源日本宇部興產(chǎn)官網(wǎng)

日本鐘淵化工（Kaneka）：最早于1980年開始實驗室內(nèi)研究聚酰亞胺薄膜，并成功開發(fā)出一種新型“均苯”型PI薄膜，商品名為“Apical”，1984年在日本志賀建立第一條APICAL聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)線，并于1985年開始量產(chǎn)，產(chǎn)品主要應(yīng)用于FPCS。1986年建立美國Allied-Signal銷售公司；1988年開發(fā)出具有優(yōu)越尺寸穩(wěn)定性的APICALNPI型號；1989年Kaneka/AlliedJV公司在美國建立（主要用于制造、銷售）；1990年在美國成立Allied-APICAL公司并開始在美國德克薩斯州開始生產(chǎn)聚酰亞胺薄膜；1993年APICAL聚酰亞胺薄膜獲得ISO9002證書，APICALNPI型號獲得近畿化學(xué)協(xié)會獎；1995年APICALAH型號生產(chǎn)厚度規(guī)格有175μm、200μm、225μm，1997年KanekaHigh-TechMaterials(KHM)建立，2006年7月KHM成為鐘淵美國德克薩斯州公司分部。“Apical”系列PI產(chǎn)品主要應(yīng)用于FPCS（柔性印刷電路板），電子材料，衛(wèi)星，超導(dǎo)設(shè)施，絕緣涂層材料等方面。

日本三井化學(xué)（Mitsui Chemicals）：根據(jù)自身特有的高分子設(shè)計技術(shù)、反應(yīng)技術(shù)開發(fā)出高耐熱和高透明的PI薄膜，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高達260 ℃以上，光線透過率大于88.0%。產(chǎn)品AURUM?（熱可塑性聚酰亞胺），可應(yīng)用于精密機械?產(chǎn)業(yè)機械部品，電氣，電子部品，汽車?運輸機器部品，特殊電線護套，薄膜?纖維，復(fù)合材料基材方面。

日本三菱瓦斯MGC：目前全球唯一有能力真正工業(yè)化生產(chǎn)透明PI薄膜的廠商，滿足高耐熱、高透明所需電子產(chǎn)品的需求，產(chǎn)品主要應(yīng)用于軟性顯示器相關(guān)產(chǎn)品及光學(xué)原件。

韓國SKCKOLONPI：由SKC與KOLON整合聚酰亞胺膠片事業(yè)，于2008年6月合資興建的公司。韓國SKC于2001年啟動聚酰亞胺薄膜的研發(fā)，2002年與KRICT(韓國研究化學(xué)技術(shù)研究所)參與政府的聚酰亞胺研發(fā)項目；2003年建立第一條PI生產(chǎn)線（0#試驗線）；2004年P(guān)I薄膜0#產(chǎn)線安裝調(diào)試并成功量產(chǎn)，成為韓國史上第一個制造亞胺薄膜的企業(yè)；2005年完成IN，IF型號開發(fā)（12.5~25.0μm）建立1#批量生產(chǎn)線并成功銷售SKC亞胺薄膜；2006年完成IS型號開發(fā)。

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臺灣地區(qū)PI生產(chǎn)廠家

臺灣地區(qū)達邁科技（臺灣 Taimide）

聚酰亞胺薄膜產(chǎn)品有：（來源Taimide官網(wǎng)）

1.Taimide?TH，薄膜厚度在12.5μm-125μm之間；2. Taimide?TL，薄膜厚度在12.5μm-50μm之間，可應(yīng)用于軟性印刷電路板，保護膠片，增強版，復(fù)合板，軟性銅箔基板等。

3. Taimide?TX，厚度7.5μm，可應(yīng)用于薄型高溫絕緣膠帶，薄型感壓膠帶，軟硬結(jié)合板。

4. Taimide?BK，黑色聚酰亞胺薄膜，厚度在10μm-75μm，可應(yīng)用于不透光高溫絕緣膠帶，不透光增強版，復(fù)合板等。

5. Taimide?OT，無色聚酰亞胺薄膜，厚度在12.5μm-50μm，可應(yīng)用于耐高溫?zé)o色保護膠片，軟性顯示器，軟性電子等。

6. Taimide?WB，白色聚酰亞胺膜，厚度在12.5μm-25μm，可應(yīng)用于軟性印刷電路板，耐高溫白色保護膠片，補強片，LED燈條，條碼印刷等。

臺灣達勝科技：主要生產(chǎn)高功能性、全尺寸PI薄膜，達勝科技是中國臺灣地區(qū)可生產(chǎn)12.5～225μm全尺寸高性能PI薄膜的唯一廠家，主要應(yīng)用于在半導(dǎo)體領(lǐng)域及LED等光電產(chǎn)業(yè)比如LED封裝、LED軟性燈條方面。也是為數(shù)不多的黑色PI薄膜生產(chǎn)廠家之一【4】。

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國內(nèi)大陸PI生產(chǎn)廠家

國內(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、相機等手持式電子產(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，補強板則使用較厚的PI薄膜【2】。

國內(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： 采用國內(nèi)最先進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15萬平方米左右。

萬達集團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)所合作開展以PI薄膜雙向拉伸、無色透明和微孔膜產(chǎn)業(yè)化開發(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薄膜太陽能電池等高技術(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，高強高膜PI樹脂， 9,鍍鋁PI薄膜

長春高崎： 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美國UL安全認(rèn)證和歐盟SGS報告。

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。

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聚酰亞胺的最新應(yīng)用

聚酰亞胺的主要應(yīng)用形態(tài)有薄膜，復(fù)合材料，涂料，纖維，，泡沫塑料，納米纖維膜等。

PI薄膜是聚酰亞胺材料應(yīng)用最早最成熟的一種應(yīng)用形態(tài)。

1）PI薄膜在高速交通領(lǐng)域的應(yīng)用

可用于高速列車的高速電機絕緣，電機的PI絕緣薄膜等方面，正在快速發(fā)展的高鐵的發(fā)電機之所以能夠安全平穩(wěn)地正常運行，全部得益于電機絕緣系統(tǒng)采用了高性能聚酰亞胺薄膜的絕緣材料。

2）PI薄膜在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用

聚酰亞胺由于其突出的耐高溫及絕緣性能，可用于新型動力電池，大功率電動汽車電池隔膜，風(fēng)力發(fā)電的變頻電機絕緣等新能源方面。

3）PI薄膜在空間探索領(lǐng)域的應(yīng)用

可用于空間站太陽電池板，衛(wèi)星多層熱控毯，太陽帆面，空間片式加熱器等方面。

4）PI薄膜在電子信息領(lǐng)域的應(yīng)用

由于聚酰亞胺薄膜柔軟，尺寸穩(wěn)定性好，介電性能優(yōu)越，可用于柔性印刷線路板，柔性IC封裝基板，自動焊載帶。

5）無色透明PI薄膜【1】

用于新一代柔性顯示器、電子紙、智能卡、電子標(biāo)簽、光學(xué)傳感器，柔性太陽能基板等方面。

6）PI先進復(fù)合材料

優(yōu)異的耐熱性使其在航空、航天器及火箭的結(jié)構(gòu)部件及發(fā)動機零部件有廣泛的應(yīng)用【3】。

7）PI涂料/涂層：

作為絕緣漆用于電磁線或作為涂層應(yīng)用于電力行業(yè)，2017年2月，東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司、四川理工學(xué)院、自貢市中天勝新材料科技有限公司通過合作開發(fā)，將開創(chuàng)式地實現(xiàn)聚酰亞胺涂層材料技術(shù)在電力行業(yè)上的應(yīng)用，為聚酰亞胺在空預(yù)器冷端防腐蝕、低溫環(huán)境下設(shè)備表面的防腐、煙囪內(nèi)表面的防腐、脫硫電除塵等領(lǐng)域的開發(fā)和應(yīng)用拓展了思路。

8）PI纖維的應(yīng)用

聚酰亞胺纖維由于含有特殊的酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu)，能夠同時具有非常優(yōu)良的機械性能、耐高低溫性能、自熄性能、耐輻射性能，以及優(yōu)良的介電性能、耐腐蝕性能、生物相容性和低密度性，是綜合性能最為優(yōu)異的一款高性能有機纖維。但是，由于聚酰亞胺不溶不熔的特點，使高強高模聚酰亞胺纖維極難紡制【6】。目前，國外只有奧地利贏創(chuàng)公司建成了高溫過濾用聚酰亞胺纖維生產(chǎn)線。

耐高溫PI纖維

可用于高溫濾材，消防服，絕緣紙，作戰(zhàn)服及宇航服等方面。

高性能PI纖維

由于其高強高模的特性，可用于航天及軍用這些對材料性能要求極高的領(lǐng)域，比如發(fā)動機保護罩、雷達天線罩，防彈衣，防護網(wǎng)等。在民用中也逐步普及，可用于輕質(zhì)高強自行車，輪胎簾子線等方面。目前，由北京化工大學(xué)教授、江蘇先諾董事長武德珍領(lǐng)銜的創(chuàng)新團隊，已研制和建成國內(nèi)外首條年產(chǎn)30噸規(guī)模高強高模聚酰亞胺纖維的生產(chǎn)線，其生產(chǎn)的PI纖維拉伸強度可達到3.5GPa。并實現(xiàn)通過控制PI分子結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)滿足不同性能要求的高強高模PI纖維。

9）其他應(yīng)用：

工程塑料：有熱固性也有熱塑型，熱塑型可以模壓成型也可以用注射成型或傳遞模塑。主要用于自潤滑、密封、絕緣及結(jié)構(gòu)材料。廣成聚酰亞胺材料已開始應(yīng)用在壓縮機旋片、活塞環(huán)及特種泵密封等機械部件上。

泡沫塑料：用作耐高溫隔熱材料

分離膜：用于各種氣體對，如氫/氮、氮/氧、二氧化碳/氮或甲烷等的分離，從空氣烴類原料氣及醇類中脫除水分。也可作為滲透蒸發(fā)膜及超濾膜。由于聚酰亞胺耐熱和耐有機溶劑性能，在對有機氣體和液體的分離上具有特別重要的意義。

粘合劑：用作高溫結(jié)構(gòu)膠，電子元件高絕緣灌封材料。

光刻膠：有負(fù)性膠和正性膠，分辨率可達亞微米級。與顏料或染料配合可用于彩色濾光膜，可大大簡化加工工序。

電-光材料：用作無源或有源波導(dǎo)材料光學(xué)開關(guān)材料等，含氟的聚酰亞胺在通訊波長范圍內(nèi)為透明，以聚酰亞胺作為發(fā)色團的基體可提高材料的穩(wěn)定性。