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关注 | 2019年聚酰亚胺材料投资热点;柔性线路板基膜;月球探测器国旗由聚酰亚胺制成……

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2019-05-08
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行业资讯

1、2019年聚酰亚胺材料投资热点
2、柔性线路板基膜:高尺寸稳定性聚酰亚胺薄膜
3、嫦娥四号成功登陆月球背面,五星红旗由聚酰亚胺制成



2019年聚酰亚胺材料投资热点


目前,聚酰亚胺材料的主要应用领域为电工装备、微电子、柔性电子以及新能源等领域。以下内容是2019年聚酰亚胺材料在这些领域的主要投资热点。


微电子领域


尺寸稳定性基膜


近年来,化学亚胺化工艺生产尺寸稳定性基膜一直是PI领域最热门的话题,2019年也不例外。国内企业投资化学亚胺化工艺的热情始终不减,特别是来自石墨化膜对聚酰亚胺原膜的巨大需求,更加剧了这种投资热情。利用热亚胺化工艺生产尺寸稳定薄膜的探索一直在进行,在一些性能要求不高的场合已经实现了应用。


低功耗聚酰亚胺薄膜


5G移动通信的高频高速信号传输,需要作为天线的FCCL基材具有低介电常数和介电损耗的特点,但是普通聚酰亚胺薄膜的介电常数和损耗因子均较高,高频传输损耗较多,因此难以适应当前的5G通信应用需求。5G通信将在2019年如火如荼的进行。


紫外光固化覆盖膜


PCB中电子元器件的高密度安装和精准定位,可以采用感光性聚酰亚胺覆盖膜,其冲孔由光刻显影实现,精密度高、布线精准。同时,这种感光性聚酰亚胺用作多层电路的层间绝缘材料时,可有效降低集成电路厚度。


光敏聚酰亚胺光刻胶


光敏聚酰亚胺既是微电子器件加工的光刻胶,又作为器件的绝缘膜层,一直是聚酰亚胺行业的高附加值产品。


电工领域


耐电晕聚酰亚胺薄膜


轨道交通的牵引电机以及风力发电机等设备采用变频电机,这种电机绕组绝缘层极易电晕击穿,必须采用耐电晕聚酰亚胺薄膜。我国轨道交通及风电的变频电机几乎全部采用Kapton CR。


柔性电子领域


柔性显示基板


柔性OLED显示实现其柔性,玻璃基板必须采用聚酰亚胺薄膜替代。作为柔性基板的聚酰亚胺薄膜要求具有极高的耐热性能以及超低热膨胀系数,以确保高温制程中的尺寸稳定性。


透明聚酰亚胺薄膜


柔性电子设备中,柔性显示、触控或电极等结构单元的不耐弯折部件均需采用光学透明聚合物薄膜。目前透明聚酰亚胺薄膜是唯一能够满足这些高性能要求的有机薄膜材料。2019年,可折叠手机的出现让透明聚酰亚胺薄膜的需求急速增加。


表面硬化透明聚酰亚胺薄膜


可折叠或可弯曲智能手机的外层盖板不仅要求足够的透明性和耐弯折性能,而且其表面需要有足够硬度,耐刮擦,即在刮擦后不影响其透明性和柔韧性。


新能源领域


锂电池隔膜


动力锂电池需要其使用的隔膜具有比聚烯烃隔膜更优异的耐高温性能。聚酰亚胺不仅拥有良好的热稳定性、化学稳定性,而且与锂离子电解液有更好的亲和性,是未来锂离子电池的首选隔膜材料。


高储能密度电容器介质


电子器件的小型化、轻量化和集成化,需要电介质电容器的储能密度不断提高,同时,高储能密度电容器的应用势必进一步扩展。


柔性线路板基膜:高尺寸稳定性聚酰亚胺薄膜


其中,通过以上介绍可知:在柔性线路板FPC中,聚酰亚胺薄膜作为柔性绝缘基膜和覆盖膜材料。FPC的柔性基膜不仅需要良好的机械性能和耐热性能,还必须具备优良的挠曲性、尺寸稳定性和介电绝缘性能。



目前全球PI薄膜产值年增长率约为8%~10%,到2017年PI薄膜的市场规模已突破10000吨,产值突破百亿元。


在FPC领域,描述聚酰亚胺薄膜的高尺寸稳定性的重要参数是低热膨胀系数(CTE)和面内各向同性。低CTE是指PI薄膜的热膨胀系数尽量与铜接近,以减少两者之间由于热膨胀系数差别较大而引起的界面应力。


调控聚集态结构与化学亚胺化


对于确定化学结构的聚酰亚胺,调控其聚集态结构,可有效降低热膨胀系数,同时提高机械性能。影响聚酰亚胺聚集态结构的因素,包括所用溶剂、涂膜方式、凝胶化过程、酰亚胺化方法和过程、牵伸条件以及退火条件等。具有低CTE和各向同性特征的PI薄膜必须采用双向拉伸工艺生产。


双向拉伸以及牵伸比TD/MD的合理控制不仅可以降低薄膜的CTE,而且可以提高薄膜的面内各向同性。完全酰亚胺化的聚酰亚胺由于高的玻璃化转变温度和分子链刚性,难以进行牵伸。


目前,利用化学亚胺化-双向拉伸工艺是生产高尺寸稳定性聚酰亚胺薄膜的主要方法。



国内目前大约有60多家规模大小不等的PI薄膜制造厂。这些企业规模小,多数采用流涎工艺生产,年产能均在百吨。仅有不足20%的企业采用双向拉伸工艺,而这其中绝大部分厂家采用热亚胺化法。


国内PI薄膜企业仅能生产性能要求较低的FPC覆盖膜。近期国内已有几家企业引进了化学亚胺化-双向拉伸生产工艺和设备,目前已实现生产,其产品主要供应聚酰亚胺石墨化膜市场。


最近二十年,化学亚胺化工艺生产尺寸稳定性基膜一直是PI领域最热门的话题。国内企业投资化学亚胺化工艺的热情始终不减,特别是来自石墨化膜对聚酰亚胺原膜的巨大需求,更加剧了这种投资热情


基于刚性结构的低热膨胀系数聚酰亚胺


而具有刚性棒状结构的芳香族聚酰亚胺,分子链平直,分子间堆砌紧密,有利于降低聚合物自由体积,使CTE降低。结果表明:包含对称取代苯环结构的刚性聚酰亚胺具有较低的CTE。


目前,基于刚性结构单体的低CTE聚酰亚胺薄膜的应用研究,主要集中于三个方面:柔性单面无胶覆铜板;热亚胺化法生产高尺寸稳定性基膜;涂布法制造TPI-PI复合膜。



在产业化方面,日本宇部兴产(Ube)基于刚性结构的BPDA-PPD开发了热亚胺化法的低CTE聚酰亚胺膜U-pilex S,与Kapton HN相比,它具有更高的耐热性、较好的尺寸稳定性和低吸湿性。


但该材料刚性较大而不适合大尺寸FPC,但在TAB中有较多应用,因为TAB需要较好的尺寸稳定性和耐热性能,且其尺寸较小,不需要高的挠曲性能。


嫦娥四号成功登陆月球背面,五星红旗由聚酰亚胺制成


我们引以为傲的嫦娥四号月球探测器,展示的国旗与地面上常见的国旗材料完全不同。月球探测器国旗是由聚酰亚胺薄膜材料制作而成。


聚酰亚胺材料的优异综合性能使之完全胜任月球表面的严苛空间环境:


1、耐高低温性能:聚酰亚胺材料可以在-200℃到+300℃的温度环境应用。月球表面温差达到300℃以上,温度最低在-180℃以下,最高在+130℃以上。


2、耐紫外线性能:月球表面没有空气层,几乎是真空状态,太阳产生的紫外线辐照非常强烈,聚酰亚胺可以耐受紫外线辐照。


3、耐受宇宙射线和高能粒子辐照。此外,这面聚酰亚胺薄膜制造的五星红旗的重量仅为20克,可以最大限度地减少对卫星负载的影响。



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