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聚酰亚胺的加工及应用/Polyimide/Kapton®/Upilex®/Ap

        经过几十年的发展,一向认为聚酰亚胺难以加工的概念应当有所修正。事实上聚酰亚胺已经可以用适用于大多数聚合物的方法进行加工,例如利用溶液进行流延成膜、旋涂和丝网印刷;可以用熔融加工方法进行热压、挤塑、注射成型,甚至也可以得到熔体黏度很低的预聚物进行传递模塑(RTM);可以用高固含量、低黏度的预聚物溶液进行预浸料的制备(PMR方法);可以进行溶液纺丝(湿法、干法及干喷湿纺)及熔融纺丝;利用四元酐的二元酐为单体,还可以以独特的方法得到聚酰亚胺泡沫材料;此外,还可以利用单体二酐和二胺的易升华而进行气相沉积法成膜。至于亚微米级光刻、深度直墙刻蚀、离子注入、激光精细加工、纳米级杂化技术等都为聚酰亚胺的应用打开广阔的天地。因此,聚酰亚胺非但不是难以加工的聚合物,而且与其他聚合物比较还是有更多加工手段可供选择的聚合物。
        目前,聚酰亚胺有如下广泛用途:
    (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。近年来在柔性印刷线路板上的应用以及形成了巨大的产业。主要产品有杜邦Kapton®,宇部兴产的Upilex®系列和钟渊Apical®。透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底版。
    (2)套管:采用特殊工艺制作而成,主要应用于电子元器件、电工原件管脚引线的高温绝缘防护,温度传感器,光纤传感器,NTC/PTC热敏电阻,高压高温气液态物料输送型导管,医学介入诊疗设备用导管,及各种腐蚀、辐照环境下的电器绝缘和保护。主要产品有迪索格林GREEN GPITB-S和GREEN GPITB-W。
    (3)涂料:作为绝缘漆用于电磁线,或作为耐高温涂料使用。
    (4)先进复合材料:用于航天、航空器及火箭的结构部件及发动机零部件。在380℃或更高的温度下可以使用数百小时,短时间可以经受400-500℃的高温,是最耐高温的树脂基复合材料。
    (5)纤维:弹性模量仅次于碳纤维,是先进复合材料的增强剂,也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。
    (6)泡沫塑料:用作耐高温及超低温的隔热和隔音材料。
    (7)工程塑料:有热固性也有热塑型,可以模压成型也可以用注射成型或传递模塑。主要用于自润滑、密封、绝缘及结构材料。
    (8)胶粘剂:用作高温结构胶。
    (9)分离膜:用于各种气体对,如氢/氮、氮/氧、二氧化碳/氮或甲烷等的分离,从空气烃类原料气及醇类中脱除水分。也可作为渗透蒸发膜及超滤膜。由于聚酰亚胺耐热和耐有机溶剂性能,在对有机气体和液体的分离上具有特别重要的意义。
    (10)光刻胶:有负性胶和正性胶,已经可以使用水显影液,分辨率可达亚微米级。与颜料或染料配合可用于彩色滤光膜,可大大简化加工工序。
    (11)在微电子器件中的应用:用作介电层进行层间绝缘,作为缓冲层可以减少应力、提高成品率。作为保护层可以减少环境对器件的影响,还可以对α-粒子起屏蔽作用,减少或消除器件的软误差(soft error)。
    (12)液晶显示用的取向排列剂:聚酰亚胺在TN-LCD、SHN-LCD、TFT-CD及未来的铁电液晶显示器的取向剂材料方面都占有十分重要的地位。
    (13)电-光材料:用作无源或有源波导材料、光学开关材料等,含氟的聚酰亚胺在通讯波长范围内为透明;以聚酰亚胺作为发色团的基体可提高材料的稳定性。
    (14)湿敏材料:利用其吸湿线性膨胀的原理可以用来制作湿度传感器。
    (15)质子传输膜:用作燃料电池尤其是甲醇燃料电池的隔膜,其甲醇透过率大大低于传统的全氟磺酸膜(Nafion)。
    (16)生物相容材料:含氟的聚酰亚胺对血液和组织的相容性,使得在生物相容材料方面的应用引起人们的兴趣。
    综上所述,不难看出聚酰亚胺之所以可以从20世纪60年代、70年代出现的众多的芳杂环聚合物脱颖而出,最终成为一类重要的高分子材料的原因。







Kapton®是杜邦公司的註冊商標.
Upilex®是宇部兴产公司的註冊商標.
Apical®是钟渊公司的註冊商標.

 

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点击次数:   更新时间2014-07-24 14:51  【打印此页】   【关闭
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