聚酰亚胺(PI)
聚酰亚胺(Polyimides)作为一种性能突出的尖端材料,以其优异的电绝缘性、耐磨性、 抗高温辐射和物理机械性能,广泛用于机电、电子电气、仪表、石油化工、计量等领域,已 成为全球火箭、宇航等尖端科技领域不可缺少的材料之一。
聚酰亚胺真正发展起来是受上世纪 60 年代航空航天、电气电子和汽车产业发展的推动。
杜邦公司率先生产出聚均苯四甲酸酰亚胺薄膜(Kapton),并开发生产出聚均苯四甲酸酰亚 胺塑料(Vespel);原阿莫科公司则开发出了聚酰胺亚胺电器绝缘用清漆(AI);原法国罗纳 -普朗克公司则首先开发成功双马来酰亚胺预聚体,这种聚合物在固化时不产生副产物气体,容易成型加工;美国 GE 公司研究开发成功了聚醚酰亚胺(PEI),并实现了工业化。
此 外,日本宇部兴产开发的聚联苯四甲酰亚胺薄膜性能与 Kapton 有相当大的差异,特别是线 胀系数小,适宜作覆铜箔薄膜,作为柔性印刷线路板应用前景也十分广阔。到目前为止,聚 酰亚胺已有 20 多个大品种,全球需求量已超过 2 万吨,直接产值在 200 亿美元以上。
随着航空航天、汽车,特别是电子工业的持续快速的发展,迫切要求电子设备小型化、 轻量化、高功能和高可靠性。
性能优异的聚酰亚胺在这些领域中将大有作为,目前的增长速 度一直保持在 10%左右,具有很好的发展前景。
近年来,国外各大公司在不断扩大聚酰亚 胺的生产规模的同时,还大力开发新品种和新牌号,并积极寻求进一步降低成本的方法。 PI 树脂可分为热固性和热塑性两大类,杜邦公司的 Vespel 树脂以均酐和二苯醚胺为基 本结构,为典型的热固性 PI,因其可加工性差,只能采用流延法制成薄膜使用,应用领域 受到限制。
新品 PI 开发的重点主要集中在开发热塑性聚酰亚胺,改善聚酰亚胺自身的加工 性能以及与其它材料的兼容性,以适应航空航天和电子工业等领域对尖端材料的迫切需求。 同时,热塑性 PI 也使得利用单向或双向热拉伸技术,开发超薄薄膜成为可能,而超薄薄膜 的市场售价远高于常规薄膜。
目前较具代表性的热塑性聚酰亚胺主要有 GE 公司的聚醚酰亚胺和原阿莫科公司的聚 酰胺亚胺。但这两种材料均存在着耐热性能差,加工条件苛刻,性能在加工过程中均会有所 下降的缺点,呈假热塑性特性。国内也有个别科研单位开发热塑性 PI,但基本结构与 GE 公 司产品相似,性能上也没有突破。
日本东井三压公司新研制出一种柔性长链全芳二胺,进而开发了一种全新的热塑性聚 酰亚胺树脂(Aurum)。
作为超级工程塑料,其具有理想的综合性能,完全不同于以往的任 何类型的热固性或假热塑性聚酰亚胺,加工性能优良,可注射和挤出成型,适合加工成各种 构件。
目前已制成薄膜销售,并准备将生产能力从 50 吨/年扩大到 85 吨/年。