21世纪最有希望的工程塑料——聚酰亚胺!

时间2019-09-05

聚酰亚胺PI


聚酰亚胺(PI)是指主链上含有五元酰亚胺环(-CO-N-CO-)的一类聚合物,主要包括热固性聚酰亚胺树脂和热塑性聚酰亚胺树脂两大类,具有优异的耐高温、耐低温、高强高模、高抗蠕变、高尺寸稳定、低热膨胀系数、高电绝缘、低介电常数与损耗、耐辐照、耐腐蚀等优点,同时具有真空挥发份低、挥发可凝物少等空间材料的特点,且具有多种不同的应用形式,如薄膜、工程塑料、基体树脂、粘结剂、纤维和泡沫等。


PI材料具有诸多优点,但由于机器设备投入大、生产过程复杂,导致研发成本过高,因此拥有PI产品生产技术的多为拥有雄厚资金和研发技术的巨头企业,在世界范围内呈寡头局面,技术封锁严密。如目前全球PI薄膜的产能主要由美国杜邦、日本钟化、日本宇部兴产PI及韩国SKC公司所垄断,其中杜邦、东丽-杜邦、钟渊化学和宇部兴产4家企业的销售额占全球PI销售总额的70%左右。


近年来,随着聚酰亚胺材料应用逐渐迈向高端化,我国政府和企业对于聚酰亚胺材料的研究与生产都给予了极大的关注。国内在聚酰亚胺基础研究方面虽然已经取得了一些突破,但是在产业化技术方面仍与美国、日本等先进国家存在差距。

目前在聚酰亚胺领域的研究内容主要包括以下几个方面:降低单体及聚酰亚胺的合成成本,开发新的单体及新的聚合方法;提高聚酰亚胺的加工性能,例如可溶性聚酰亚胺的开发以及新的加工工艺的开发;航空航天应用耐高低温、高性能的聚酰亚胺及其复合材料的开发;柔性显示高透明性聚酰亚胺的开发;5G应用高频低介电聚酰亚胺材料的开发、以及具有更高耐热性高模量聚酰亚胺纤维的开发;具有特殊性能的如生物相容性、刺激响应性等新型聚酰亚胺材料的研发等等。总之,作为“解决问题的能手”,聚酰亚胺未来的发展始终是要围绕着高技术领域的需求,不断提升其性能并开发新的功能。


高性能PI薄膜是制约我国高科技技术产业发展的关键高分子材料之一,不但具有巨大的商业价值,更具有深远的社会意义和重要的战略意义。针对国家高新技术产业的发展需求,中国科学院化学研究所杨士勇团队开展了高性能PI薄膜的系列化与功能化研究,在微电子制造与封装用高性能PI薄膜、新一代柔性LCD和OLED显示器用高透明PI薄膜、微/光电子封装用低热膨胀性PI薄膜、节能变频电机用耐电晕PI薄膜、以及空间用PI薄膜等实验室制备技术方面都取得了重大进展。北京化工大学研究人员采用联苯二酐BPDA与含氟二胺TFDB、对苯二胺PDA制备了系列低介电共聚型PI薄膜,所制备PI薄膜具有优异的机械性能,拉伸强度在217.13~238.20MPa,模量在3.49~4.90GPa。同时具有良好的耐热及尺寸稳定性能,玻璃化转变温度在354~382℃,5%热分解温度在580℃以上,并具有较低的热膨胀系数(6.2~8.7ppm/K)。


聚酰亚胺材料被认为是“二十一世纪最有希望的工程塑料”,作为很有发展潜力的高分子材料其价值已经得到充分的认识。其在绝缘材料和结构材料方面的应用不断扩大的同时,作为新型功能材料也正崭露头角,应用潜力也在不断发掘中。我国很早便开始了聚酰亚胺材料的研究工作,近年来在聚酰亚胺单体的开发合成以及应用领域都取得了很大的突破。但是在产业层面仍然有很大的提升空间。

结合我国目前聚酰亚胺材料的产业现状,国家新材料产业发展战略咨询委员会天津研究院提出了几条建议,欲查看全部图文及建议详情请联系客服材料侠(微信:cailiaoxia)获取原文。