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聚酰亚胺薄膜
发布日期:2008-01-21 阅读次数:606作者: 尹廷发
聚酰亚胺薄膜是一种新型的耐高温有机聚合物薄膜 , 是由均苯四甲酸二酐(PMDA)和二氨基二苯醚(ODA)在极强性溶剂二甲基乙酰胺(DMAC)中经缩聚并流涎成膜,再经亚胺化而成.它是目前世界上性能最好的薄膜类绝缘材料,具有优良的力学性能 、 电性能 、化学稳定性以及很高的抗辐射性能、 耐高温和耐低温性能 (-269℃至 + 400 ℃ )。1959 年美国杜邦公司首先合成出芳香族聚酰亚胺 ,1962 年试制成聚酰亚胺薄膜 (PI薄膜 ),1965 年开始生产 , 商品牌号为 KAPTON。我国 60 年代末可以小批量生产聚酰亚胺薄膜,现在已广泛应用于航空、航海、宇宙飞船、火箭导弹、原子能、电子电器工业等各个领域。
BOPI (双轴拉伸聚酰亚胺薄膜)是一种特殊的聚酰亚胺薄膜。由于双轴拉伸的分子机构,BOPI膜具有更优越的物理、化学和电气性能,使用温度-269℃至+260℃, 并可在+400℃温度下工作一小时,而且BOPI 薄膜还具有耐原子辐射的性能。BOPI 薄膜是目前世界上耐热性最高、综合性能最好的耐高温薄膜。
聚酰亚胺薄膜的生产基本上是二步法,第一步:合成聚酰胺酸,第二步:成膜亚胺化。成膜方法主要有浸渍法(或称铝箔上胶法)、流延法和流涎拉伸法。浸渍法设备简单、工艺简单,但薄膜表面经常粘有铝粉,薄膜长度受到限制,生产效率低,此法不宜发展;流涎法设备精度高,薄膜均匀性好,表面干净平整,薄膜长度不受限制,可以连续化生产,薄膜各方面性能均不错,一般要求的薄膜均可采用此法生产;拉伸法生产的薄膜,性能有显著提高,但工艺复杂生产条件苛刻,投资大,产品价格高,只有高质量薄膜才采用此法。
流涎法
主要设备:不锈钢树脂溶液储罐、流涎嘴、流涎机、亚胺化炉、收卷机和热风系统等。
制备步骤:
消泡后的聚酰胺酸溶液,由不锈钢溶液储罐经管路压入前机头上的流涎嘴储槽中。钢带以图所示方向匀速运行,将储槽中的溶液经流涎嘴前刮板带走,而形成厚度均匀的液膜,然后进入烘干道干燥。
洁净干燥的空气由鼓风机送入加热器预热到一定温度后进入上、下烘干道。热风流动方向与钢带运行方向相反,以便使液膜在干燥时温度逐渐升高,溶剂逐渐挥发,增加干燥效果。聚酰胺酸薄膜在钢带上随其运行一周,溶剂蒸发成为固态薄膜,从钢带上剥离下的薄膜经导向辊引向亚胺化炉。
亚胺化炉一般为多辊筒形式,与流涎机同步速度的导向辊引导聚酰胺酸薄膜进入亚胺化炉,高温亚胺化后,由收卷机收卷。
薄膜的检测
聚酰亚胺薄膜从深冷-269℃ 至高温 +400℃ 范围内仍能显示优异的物理、力学和电气性能。产品制造好后,均要对其拉伸强度、断裂伸长率、工频电气强度、表面电阻率、体积电阻率等进行测试。
酰亚胺薄膜被称为“黄金薄膜”,广泛用于H级绝缘电器、电缆、相间绝缘、层间绝缘及 印刷电路板制作,具有较高的耐油、耐温和介电性能。目前该技术主要由美国杜邦公司、日本钟渊化学公司掌握。国际上2004年美国、西欧和日本共消费6000多吨。我国2004年聚酰亚 胺制品需求量2000多吨;目前国内总产量约1000吨左右,对于聚酰亚胺薄膜产品需求,每年以10.9%的速度递增。其使用领域由高耐温绝缘向超过滤、反渗透及膜分离过程扩展,我国人均用量拟达到发达国家水平,市场潜力当十分广阔。