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国内高性能聚酰亚胺薄膜的发展历程

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时间:2018-05-08来源: 点击:1044次

摘要:

高性能聚酰亚胺薄膜在很宽的温度范围内-269~400℃内具有稳定而优异的物理、化学、电学和力学性能,是其它塑料薄膜如尼龙薄膜、聚酯薄膜、聚丙烯薄膜和聚乙烯薄膜等无法比拟的,在当今许多高新技术产业,尤其是微电子、电气绝缘、航空航天等领域发挥着重要的作用。高性能聚酰亚胺薄膜与碳纤维和芳纶纤维一起,被认为是目前制约我国高技术产业发展的三大瓶颈性关键高分子材料,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。
聚酰亚胺薄膜是电力电器的关键性绝缘材料,广泛应用于输配电设备、风力发电设备、变频电机、高速牵引电机及高压变压器等的制造。例如,我国目前正在发展的>300km/h高速轨道交通系统必须采用耐高温的聚酰亚胺薄膜作为主绝缘材料;风力发电设备的整流器、变频器和变压器等都需要采用聚酰亚胺绝缘薄膜;另外,耐电晕聚酰亚胺薄膜一直是变频调速节能电机的关键绝缘材料。


 国内高性能聚酰亚胺薄膜的发展历程


上世纪90年代以来,高性能聚酰亚胺薄膜材料又成为微电子制造与封装的关键性材料,广泛应用于超大规模集成电路的制造、TAB载带、柔性封装基板、柔性连接带线等方面。例如,聚酰亚胺薄膜柔性封装基板正在代替传统的金属铜引线框架直接附载IC芯片而成为笔记本电脑、手机、照相机、摄像机等微薄小型化电子产品的主流封装技术;聚酰亚胺薄膜TAB载带则成为微电子产品卷对卷RolltoRoll生产线的支撑技术。
我国在聚酰亚胺薄膜产业化方面起步并不晚,早在上世纪70年代就由原一机部组织开展了聚酰亚胺薄膜制造技术的研究。但由于种种原因,我国高性能聚酰亚胺薄膜的制造技术一直处于低水平徘徊的状态。上世纪90年代后期,伴随着超大规模集成电路制造与封装产业和特种电力电器行业等的高速发展,高性能聚酰亚胺薄膜材料的匮乏,成为严重制约我国高新技术产业发展的瓶颈。
面对我国聚酰亚胺薄膜急需解决的科学和技术难题,中国科学院化学研究所自2003年起在国家发改委“国家高技术产业化项目”的支持下,与深圳瑞华泰薄膜科技有限公司合作,开始致力于高性能聚酰亚胺薄膜制造技术的研究。通过近八年的努力,攻克了从关键树脂制备到连续双向拉伸聚酰亚胺薄膜生产的稳定工艺等技术关键,掌握了具有我国自主知识产权的高性能聚酰亚胺薄膜制造技术。
在此基础上,于2010年建成中国规模最大的高性能聚酰亚胺薄膜生产基地,第一期项目建设共计投入118亿元人民币,完成3条1200mm幅宽双向拉伸工艺技术的高性能聚酰亚胺薄膜连续化生产线的建设,满负荷年生产能力达到350t。该生产基地的建成投产,打破了国外厂家在聚酰亚胺薄膜材料领域的垄断,加快了我国航空航天、太阳能等高端材料应用的国产化进程,为电子、电气等应用市场减低成本、提高竞争力具有巨大的推动作用,标志着我国在高性能聚酰亚胺薄膜材料的制造技术方面跻身于国际先进水平行列。
在此基础上,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开展了高性能聚酰亚胺薄膜的系列化与功能化研究,在柔性有机薄膜太阳能电池和新一代柔性LCD和OLED显示器用高透明聚酰亚胺薄膜、微/光电子封装用低热膨胀性聚酰亚胺薄膜、节能变频电机用耐电晕聚酰亚胺薄膜、以及空间用聚酰亚胺薄膜等实验室制备技术方面都取得了重要进展。

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