聚酰亚胺薄膜的简介

连续双向拉伸聚酰亚胺薄膜是其中一种聚酰亚胺薄膜

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。

1．在带状电缆和软印刷电路中应用由于薄膜柔软 , 尺寸稳定性好 , 介电性能优越 , 适于作带状电缆或软印刷电路的基材或覆盖层 , 在加工过程中 , 钢箔与薄膜在热辊下复合 , 能耐受化学腐蚀、焊接等的高温和化学处理 , 用它制成的带状电缆或软印刷电路体积小、质量轻、可靠性高、耐高温、抗辐射，适用于计算机等微型电路中。

2．在绕包电磁线中应用以薄膜为基材，在其单面或双面涂聚全氟乙丙烯乳液，制成粘带。这种粘带可包绕在裸铜线上，后进入高温炉（约350 ℃），薄膜因收缩与导线贴紧，使绕包的粘带层间熔融成一个整体，待导线出高温炉冷却时，在导线两边加一对压辊以提高粘带层间粘接强度。特点：耐热性好、绝缘层厚度薄而均匀、密封性好，提高了导线的防潮性能、电性能、抗切通性能，由于薄膜柔韧性好，使导线在弯曲时绝缘层完好，无破裂现象。适用于H级、F级电机绕阻。匝间绝缘厚度比双丝漆包线减薄约 1/3 ，导热性好，缩小电机体积，提高电机可靠性。广泛应用在宇宙飞船、高压电机、机车牵引电机、深井潜油泵电机和冶金电机等方面。

3 ．在电机绝缘中应用薄膜除具有优异的热、电、力学性能外，它在高温下能承受压缩蠕变，它适合于单层或与芳香族聚酰胺纤维纸复合作H级中小型电机槽绝缘，也可作矿山电机、机车牵引电机的对地绝缘及其它辅助绝缘。用聚酰亚胺薄膜代替玻璃漆布作为槽绝缘，可提高导线槽满率 8%， 在同样机座条件下，提高电机功率约 20%。 此外聚酰亚胺薄膜还可作大功率电力机车、交流发电机、抗辐射电机及各种精密电机的绝缘。 　

总之，在电子电工领域，作为绝缘材料，聚酰亚胺薄膜广泛应用于宇航、航海、一般武器、电磁线、电缆、变压器、音响、麦克风、手机、电脑、直发钳以及各种电机等，还用作柔性电路板、覆铜板、压敏胶带的基材、半导体的包封材料、高温电容介质，以及仪表通讯、石油化工等工业部门。

聚酰亚胺（PI）薄膜是由均苯四甲酸二酐和二胺基二苯醚在强极性溶剂中经缩聚并流延成膜再亚胺化而成的薄膜类绝缘材料。

PI膜为黄色透明状，相对密度在1.39~1.45之间，具有优良的耐高低温性、电气绝缘性、粘结性、耐辐射性、耐介质性等，能在－269℃～280℃的温度范围内长期使用，被广泛应用于航空、航天、机械、电气、原子能、微电子、液晶显示等高技术领域，并已经成为全球火箭、宇航等尖端科技领域不可缺少的材料之一。

对折叠手机而言，传统玻璃材料坚硬易碎，柔性基板材料取代传统刚性玻璃基板是实现产品柔性的关键要素之一，PI膜以其优良的耐高温特性、力学性能及耐化学稳定性成为当前最佳的柔性基板材料。

《中国制造2025》中提出，到2020年，柔性显示要达到300PPI分辨率中小尺寸柔性AMOLED显示屏，可弯曲直径<1cm；2025年，100英寸级、可卷绕式8K4K柔性显示，中小尺寸可折叠显示屏。

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以上内容均节选自《揭秘未来100大潜力新材料（2019年版）》_新材料在线；

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聚酰亚胺通常分为两大类:

热塑性聚酰亚胺，如亚胺薄膜、涂层、纤维及现代微电子用聚酰亚胺等。

热固性聚酰亚胺，主要包括双马来酰亚胺(BMI)型和单体反应物聚合(PMR)型聚酰亚胺及其各自改性的产品。BMI 易加工但脆性较大。 (1)优异的耐热性。聚酰亚胺的分解温度一般超过500℃,有时甚至更高,是目前已知的有机聚合物中热稳定性最高的品种之一,这主要是因为分子链中含有大量的芳香环。

(2)优异的机械性能。未增强的基体材料的抗张强度都在100MPa以上。用均酐制备的Kapton薄膜抗张强度为170MPa,而联苯型聚酰亚胺(Upilex S)可达到400MPa。聚酰亚胺纤维的弹性模量可达到500MPa,仅次于碳纤维。

(3)良好的化学稳定性及耐湿热性。聚酰亚胺材料一般不溶于有机溶剂,耐腐蚀、耐水解。改变分子设计可以得到不同结构的品种。有的品种经得起2个大气压下、120℃,500h的水煮。

(4)良好的耐辐射性能。聚酰亚胺薄膜在5×109rad剂量辐射后,强度仍保持86%某些聚酰亚胺纤维经1×1010rad快电子辐射后,其强度保持率为90%。

(5)良好的介电性能。介电常数小于3.5,如果在分子链上引入氟原子,介电常数可降到2.5左右,介电损耗为10，介电强度为100至300kV/mm，体积电阻为1015-17Ω·cm。因此,含氟聚酰亚胺材料的合成是目前较为热门的研究领域。

上述性能在很宽的温度范围和频率范围内都是稳定的。除此之外,聚酰亚胺还具有耐低温、膨胀系数低、阻燃以及良好的生物相容性等特性。聚酰亚胺优异的综合性能和合成化学上的多样性,可广泛应用于多种领域。 (1)薄膜:是聚酰亚胺最早的商品之一,用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料。主要产品有杜邦的Kapton ,日本宇部兴产的Upilex 系列和钟渊的Apical 。透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底板

(2)涂料:作为绝缘漆用于电磁线,或作为耐高温涂料使用

(3)先进复合材料的基体树脂:用于航天、航空飞行器结构或功能部件以及火箭、导弹等的零部件,是最耐高温的结构材料之一

(4)纤维:聚酰亚胺纤维的弹性模量仅次于碳纤维,可以作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹防火织物

(5)泡沫塑料:可用做耐高温隔热材料

(6)工程塑料:有热固性也有热塑性,可以模压成型也可用注射成型或传递模塑(RTM) ,主要用于自润滑、密封、绝缘及结构材料。此外聚酰亚胺还可以作为高温环境中的胶粘剂、分离膜、光刻胶、介电缓冲层、液晶取向剂、电-光材料等 PI膜按照用途分为一般绝缘和耐热为目的的电工级以及附有挠性等要求的电子级两大类。电工级PI膜因要求较低国内已能大规模生产且性能与国外产品没有明显差别；电子级PI膜是随着FCCL的发展而产生的，是PI膜最大的应用领域，其除了要保持电工类PI膜优良的物理力学性能外，对薄膜的热膨胀系数，面内各向同性（厚度均匀性）提出了更严格的要求。未来仍需进口大量的电子级PI膜，其原因是国产PI膜在性能上与进口PI膜存在一定的差距，不能满足FCCL中高端产品的要求。在预测未来市场价格方面，长期以来电子级PI膜的定价权一直由杜邦公司，钟渊公司所掌控，但是随着近年来韩国SKC和KOLON两家公司的分别加入重组，以及经济危机对电子产品外销的影响，产品价格也有所降低，但是电子级PI膜仍存在着较高的利润空间。

对的，PI是聚酰亚胺的简称。

PI主要的性能特点：

耐高温，长期工作温度290度左右，短期可达500-600度；

耐磨损，PI另外一个特点是非常耐磨，具有高PV值。

PI又分为热塑性的和热固性的，一般以热固性的性能更好；主要以进口的棒板为主。

film

I

film

包括均苯型聚酰亚胺薄膜和联苯型聚酰亚胺薄膜两类。

前者为美国杜邦公司产品，商品名Kapton，由均苯四甲酸二酐与二苯醚二胺制得。后者由日本宇部兴产公司生产，商品名Upilex，由联苯四甲酸二酐与二苯醚二胺(R型)或间苯二胺(S型)制得。薄膜制备方法为：聚酰胺酸溶液流延成膜、拉伸后，高温酰亚胺化。

薄膜呈黄色透明，相对密度1.39～1.45，有突出的耐高温、耐辐射、耐化学腐蚀和电绝缘性能，可在250～280℃空气中长期使用。玻璃化温度分别为280℃(Upilex

R)、385℃(Kapton)和500℃以上(Upilex

S)。20℃时拉伸强度为200MPa，200℃时大于100MPa。特别适宜用作柔性印制电路板基材和各种耐高温电机电器绝缘材料。聚酰亚胺是目前已经工业化的高分子材料中耐热性最高的品种，由于具有优越的综合性能，所以可以作为薄膜、涂料、塑料、复合材料、胶粘剂、泡沫塑料、纤维、分离膜、液晶取向剂、光刻胶等在高新技术领域得到广泛的应用，被称为“解决问题的能手”。

聚酰亚胺薄膜又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。

60

年代末我国只能小批量生产聚酰亚胺薄膜，现在聚酰亚胺薄膜已广泛应用于航空、航海、宇宙飞船、火箭导弹、原子能、电子电器工业等各个领域。

PI膜即聚酰亚胺薄膜，呈现为黄色半透明状态。

PI膜具有耐温性好、柔韧性好、机械性能强、介电性能和化学稳定性好等优点。

pi，是聚酰亚胺的缩写。是主链含有酰亚氨基团（─C（O）─N─C（O）─）的聚合物。

聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入 21世纪最有希望的工程塑料之一。

聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（protion solver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。

柔性电路板（Flexible Printed Circuit 简称FPC）是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。

扩展资料：

pi典型的应用包括：

（1）高速高压下具有低磨擦系数、耐磨耗性能的零部件；

（2）优异抗蠕变或塑性变形的零部件；

（3）优异自润滑或油润滑性能的零部件；

（4）高温高压下的液体密封零部件；

（5）高抗弯曲、拉伸和高抗冲击性能的零部件；

（6）耐腐蚀、耐辐射、抗生锈的零部件；

（7）长期使用温度超过300℃以上，短期达400~450℃的零部件；

（8）耐高温（超过260℃）结构胶粘剂（改性环氧树脂、改性酚醛树脂、改性有机硅胶粘剂等耐温不超过260℃的场合）；

（9）微电子封装用、应力缓冲保护涂层、多层互联结构的层间绝缘、介电薄膜、芯片表面钝化等。

参考资料来源：百度百科——柔性电路板

参考资料来源：百度百科——pi