杜邦PI棒(未来PI薄膜向高性能、多功能、易成型加工和低成本方向发展「图」)

Posted 2023-05-29

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杜邦PI棒(未来PI薄膜向高性能、多功能、易成型加工和低成本方向发展「图」)

一、聚酰亚胺的概述

聚酰亚胺(Polyimide，有时简写为PI)，是综合性能最佳的有机高分子材料之一。其耐高温达400°C以上，长期使用温度范围-200-300°C，部分无明显熔点，高绝缘性能，103 赫兹下介电常数4.0，介电损耗仅0.004-0.007，属F至H级绝缘。聚酰亚胺可分为均苯型PI，可溶性PI，聚酰胺-酰亚胺(PAI)和聚醚亚胺(PEI)四类。

聚酰亚胺分类

资料来源：华经产业研究院整理

聚酰亚胺具有优异的热稳定性、耐化学腐蚀性和机械性能，通常为橘黄色。石墨或玻璃纤维增强的聚酰亚胺的抗弯强度可达到345 MPa,抗弯模量达到20GPa.热固性聚酰亚胺蠕变很小，有较高的拉伸强度。聚酰亚胺的使用温度范围覆盖较广，从零下一百余度到两三百度。

聚酰亚胺化学性质稳定。聚酰亚胺不需要加入阻燃剂就可以阻止燃烧。一般的聚酰亚胺都抗化学溶剂如烃类、酯类、醚类、醇类和氟氯烷。它们也抗弱酸但不推荐在较强的碱和无机酸环境中使用。某些聚酰亚胺如CP1和CORIN XLS是可溶于溶剂，这一性质有助于发展他们在喷涂和低温交联上的应用。

聚酰亚胺性质

资料来源：华经产业研究院整理

二、聚酰亚胺薄膜概述

聚酰亚胺（PI）薄膜是聚酰亚胺应用最为广泛的产品形式之一。自1961年美国杜邦公司采用芳香族均苯四甲酸二酐（PMDA）和芳香族二氨基二苯醚二氨合成第一代PI薄膜，并于1965年退出商品牌号为Kapton的均苯型薄膜以来。凭借着优异的综合性能，PI薄膜作为高温绝缘材料、防辐射材料、柔性线路板材料，在航空航天、电子绝缘、原子能工业、卫星、核潜艇、微电子（包括IC、印制电路板）等方面得到广泛应用。

聚酰亚胺薄膜应用领域

资料来源：华经产业研究院整理

相关报告：华经产业研究院发布的《2021-2026年中国聚酰亚胺薄膜行业投资分析及发展战略咨询报告》

聚酰亚胺薄膜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，由均苯四甲酸酐与二氨基二苯醚制得。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。

聚酰亚胺薄膜分类

资料来源：华经产业研究院整理

1962年杜邦公司开始尝试生产芳香族聚酰亚胺薄膜，并以H薄膜的名称在美国工业领域开始使用。1965年杜邦公司正式推出商品牌号的Kapton的均苯型聚酰亚胺薄膜，开始商业化生产。Kapton采用1,2,4,5均苯四甲酸二酐和芳香族二氨基二苯醚为原料，在极强性溶剂中经缩聚并流延成膜再经亚胺化而成。

Kapton薄膜有三种类型，H型、F型、V型，1984年通过技术改进，杜邦又推出三种改良型，即HN、FN和VN型。HN型即通用型聚酰亚胺薄膜，适用于多种产品形式，VN型具有优越的尺寸稳定性，FN型是指表面涂有氟聚合物的聚酰亚胺薄膜，增加薄膜的润滑、密封性能，从而改善其抗化学腐蚀、抗氧化和抗潮性，此类薄膜还具有热粘性，可在高温下自行粘接或与底层导线接合。

1985年杜邦公司和日本东丽公司合资，开始正式于日本生产Kapton系列薄膜，并开发出Kapton K、E、EN等多种新型号产品，具有高的尺寸稳定性和低的吸湿性。

聚酰亚胺薄膜发展历程

资料来源：华经产业研究院整理

三、聚酰亚胺薄膜主要制造厂商

全球聚酰亚胺薄膜生产厂商主要集中于美国、日本和韩国。其中美国杜邦Kapton薄膜是世界知名品牌，通用电气公司的Ultem也是具有很大的知名度。韩国生产聚酰亚胺薄膜的厂商为SKC KOLON PI和Kancka（钟渊化学）。日本知名聚酰亚胺薄膜生产厂商为Ube（宇部兴产）、MGC（三菱瓦斯）和Mitsui（三井化学）。

资料来源：华经产业研究院整理

四、聚酰亚胺薄膜发展趋势

随着5G的普及及电子工业的快速深入化发展，PI薄膜不仅在传统的绝缘和柔性覆铜板等领域的应用不断增长，也在许多领域展现出新的应用前景。

高性能PI薄膜在柔性有机薄膜太阳能电池、柔性LCD和OLED显示以及锂离子蓄电池等技术产业均有着广阔的市场前景。未来PI薄膜的研究越来越趋向朝高性能化、多功能化、易成型加工和低成本等方向发展，具有差别化和特殊应用的高性能PI薄膜也会在少数特定行业发挥出重要作用。目前，PI薄膜已经在燃料电池、传感器件、气体分离膜、透明和柔性基材等领域受到广泛关注和应用。

传统结构的聚酰亚胺经过不断升级改进，在诸多应用领域已经有了稳定的市场供应，杜邦公司依旧在持续推出适应行业发展需求的产品。另一方面，随着新行业新的功能需求不断细化，传统结构聚酰亚胺因结构限制难以适应新需求，通过分子结构设计、新和成技术以及纳米复合等技术开发不断优化溶解性加工性和特定结构的功能型聚酰亚胺产品将是研究人员攻关的方向。

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