聚醯亞胺薄膜

英文名(polyimide film;PI film)，包括均苯型聚醯亞胺薄膜和聯苯型聚醯亞胺薄膜兩類。前者為美國杜邦公司產品，商品名Kapton，由均苯四甲酸酐與二氨基二苯醚製得。後者由日本宇部興產公司生產，商品名Upilex，由聯苯四甲酸二酐與二苯醚二胺(R型)或間苯二胺(S型)製得。

基本介紹

• 中文名：聚醯亞胺薄膜
• 外文名：polyimide film;PI film
• 性質：黃色透明
• 適宜用作：耐高溫電機電器絕緣材料

基本介紹

薄膜製備方法為：聚醯胺酸溶液流延成膜、拉伸後，高溫醯亞胺化。薄膜呈黃色透明，相對密度1.39～1.45，有突出的耐高溫、耐輻射、耐化學腐蝕和電絕緣性能，可在250～280℃空氣中長期使用。玻璃化溫度分別為280℃(Upilex R)、385℃(Kapton)和500℃以上(Upilex S)。20℃時拉伸強度為200MPa，200℃時大於100MPa。特別適宜用作柔性印製電路板基材和各種耐高溫電機電器絕緣材料。

物理性質

熱固性聚醯亞胺具有優異的熱穩定性、耐化學腐蝕性和機械性能，通常為橘黃色。石墨或玻璃纖維增強的聚醯亞胺的抗彎強度可達到345 MPa,抗彎模量達到20GPa.熱固性聚醯亞胺蠕變很小，有較高的拉伸強度。聚醯亞胺的使用溫度範圍覆蓋較廣，從零下一百餘度到兩三百度。

化學性質

聚醯亞胺化學性質穩定。聚醯亞胺不需要加入阻燃劑就可以阻止燃燒。一般的聚醯亞胺都抗化學溶劑如烴類、酯類、醚類、醇類和氟氯烷。它們也抗弱酸但不推薦在較強的鹼和無機酸環境中使用。某些聚醯亞胺如CP1和CORIN XLS是可溶於溶劑，這一性質有助於發展他們在噴塗和低溫交聯上的套用。

套用

薄膜

聚醯亞胺薄膜是聚醯亞胺最早的商品之一，用於電機的槽絕緣及電纜繞包材料。主要產品有杜邦Kapton,宇部興產的Upilex系列和鐘淵Apical。透明的聚醯亞胺薄膜可作為柔軟的太陽能電池底版。IKAROS的帆就是使用聚醯亞胺的薄膜制和纖維作的在火力發電部門，聚醯亞胺纖維可以用於熱氣體的過濾，聚醯亞胺的紗可以從廢氣中分離出塵埃和特殊的化學物質。

• 塗料：作為絕緣漆用於電磁線，或作為耐高溫塗料使用。
• 先進複合材料：用於航天、航空器及火箭部件。是最耐高溫的結構材料之一。例如美國的超音速客機計畫所設計的速度為2.4M，飛行時表面溫度為177℃，要求使用壽命為60000h，據報導已確定50%的結構材料為以熱塑型聚醯亞胺為基體樹脂的碳纖維增強複合材料，每架飛機的用量約為30t。
• 纖維：彈性模量僅次於碳纖維，作為高溫介質及放射性物質的過濾材料和防彈、防火織物。中國長春有生產各種聚醯亞胺產品。
• 泡沫塑膠：用作耐高溫隔熱材料。
• 工程塑膠：有熱固性也有熱塑型，熱塑型可以模壓成型也可以用注射成型或傳遞模塑。主要用於自潤滑、密封、絕緣及結構材料。廣成聚醯亞胺材料已開始套用在壓縮機旋片、活塞環及特種泵密封等機械部件上。
• 分離膜：用於各種氣體對，如氫/氮、氮/氧、二氧化碳/氮或甲烷等的分離，從空氣烴類原料氣及醇類中脫除水分。也可作為滲透蒸發膜及超濾膜。由於聚醯亞胺耐熱和耐有機溶劑性能，在對有機氣體和液體的分離上具有特別重要的意義。

元件和半導體

• 光刻膠：某些聚醯亞胺還可以用作光刻膠。有負性膠和正性膠，解析度可達亞微米級。與顏料或染料配合可用於彩色濾光膜，可大大簡化加工工序。
• 在微電子器件中的套用：用作介電層進行層間絕緣，作為緩衝層可以減少應力、提高成品率。作為保護層可以減少環境對器件的影響，還可以對a-粒子起禁止作用，減少或消除器件的軟誤差（soft error）。半導體工業使用聚醯亞胺作高溫黏合劑，在生產數位化半導體材料和MEMS系統的晶片時，由於聚醯亞胺層具有良好的機械延展性和拉伸強度，有助於提高聚醯亞胺層以及聚醯亞胺層與上面沉積的金屬層之間的粘合。 聚醯亞胺的高溫和化學穩定性則起到了將金屬層和各種外界環境隔離的作用。
• 液晶顯示用的取向排列劑：聚醯亞胺在TN-LCD、SHN-LCD、TFT-CD及未來的鐵電液晶顯示器的取向劑材料方面都占有十分重要的地位。
• 電-光材料：用作無源或有源波導材料光學開關材料等，含氟的聚醯亞胺在通訊波長範圍內為透明，以聚醯亞胺作為發色團的基體可提高材料的穩定性。
• 濕敏材料：利用其吸濕線性膨脹的原理可以用來製作濕度感測器。