聚酰亞胺（PI）由含有酰亞胺基鏈節(jié)構(gòu)建的芳雜環(huán)高分子化合物，具備高強(qiáng)度高韌性、耐磨耗、耐高溫、防腐蝕等特殊性能，是一種耐熱性工程塑料。由于其性能與合成綜合特點(diǎn)，作為結(jié)構(gòu)材料或是功能材料均具有巨大前景，被稱為是“解決問題的能手”（protion solver），并認(rèn)為“沒有聚酰亞胺就不會(huì)有今天的微電子技術(shù)”。

    聚酰亞胺（PI）作為一種特種工程材料，廣泛應(yīng)用于航空、航天、電氣電子、半導(dǎo)體工程、微電子及集成電路、納米材料、液晶顯示器、LED 封裝、分離膜、激光、機(jī)車、汽車、精密機(jī)械和自動(dòng)辦公機(jī)械等領(lǐng)域。

    1聚酰亞胺性能特點(diǎn)

    作為優(yōu)秀的特種工程材料，聚酰亞胺的性能可以通吃所有材料品質(zhì)中的高端性能。

    1、適用溫度范圍廣：高溫部分：全芳香聚酰亞胺，分解溫度500℃左右。長期使用溫度-200～300 ℃，無明顯熔點(diǎn)。低溫部分：－269℃的液態(tài)氦中不會(huì)脆裂。

    2、機(jī)械性能強(qiáng)：未填充的塑料的抗張強(qiáng)度都在100Mpa以上；均苯型聚酰亞胺的薄膜（Kapton）為170Mpa以上，而聯(lián)苯型聚酰亞胺（UpilexS）達(dá)到400Mpa。

    3、絕緣性能好：良好的介電性能，介電常數(shù)為3.4左右，引入氟，或?qū)⒖諝饧{米尺寸分散在聚酰亞胺中，介電常數(shù)可以降到2.5左右。

    4、耐輻射：聚酰亞胺具有很高的耐輻照性能，其薄膜在5×109rad快電子輻照后強(qiáng)度保持率為90％。

    5、自熄性：聚酰亞胺是自熄性聚合物，發(fā)煙率低。聚酰亞胺在極高的真空下放氣量很少。

    6、穩(wěn)定性：一些聚酰亞胺品種不溶于有機(jī)溶劑，對(duì)稀酸穩(wěn)定，一般的品種不大耐水解。

    7、無毒：聚酰亞胺無毒，并經(jīng)得起數(shù)千次消毒。可用來制造餐具和醫(yī)用器具，有一些聚酰亞胺還具有很好的生物相容性，例如，在血液相容性實(shí)驗(yàn)為非溶血性，體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)為無毒。

    2聚酰亞胺的合成

    聚酰亞胺是分子結(jié)構(gòu)含有酰亞胺基鏈節(jié)的芳雜環(huán)高分子化合物，可分為均苯型PI，可溶性PI，聚酰胺-酰亞胺（PAI）和聚醚亞胺（PEI）四類。合成方式可分為縮聚型和加聚型：

    縮聚型聚酰亞胺：以DMF、DMAC、NMP等強(qiáng)極性溶劑，經(jīng)低溫縮聚，形成聚酰胺酸，再經(jīng)成膜或者紡絲后，高溫脫水，形成聚酰亞胺；或以乙酐或叔胺類催化劑，化學(xué)脫水，形成聚酰亞胺溶液和粉末。

    芳香二酸和二酐，高沸點(diǎn)溶劑下脫水，加熱縮聚，形成聚酰亞胺。影響聚酰亞胺合成主要關(guān)鍵點(diǎn)：單體純度，純度越高，聚合反應(yīng)發(fā)生越容易。

    加聚型聚酰亞胺：主要有聚雙馬來酰亞胺和降冰片烯基封端聚酰亞胺。其中，現(xiàn)行工業(yè)研究推廣較為廣發(fā)的方法：縮聚成聚酰胺酸后，再進(jìn)一步亞胺化，形成目標(biāo)聚酰亞胺。

    3聚酰亞胺材料的瓶頸

    1、單體合成：芳香胺合成工藝比較成熟。芳香酸酐，合成工藝較為復(fù)雜，純度不夠，且產(chǎn)量有限，從而導(dǎo)致成本居高不下，限制聚酰亞胺發(fā)展。

    2、聚合工藝中使用的溶劑價(jià)格較高，且在體系中殘留，難以除去。所需要的高溫處理對(duì)于能耗以及設(shè)備要求較高，限制其發(fā)展。

    3、酰亞胺生產(chǎn)規(guī)模太小，難以形成產(chǎn)業(yè)， 聚酰亞胺副反應(yīng)多而且復(fù)雜，并且對(duì)外信息溝通不暢。

    4聚酰亞胺材料的應(yīng)用領(lǐng)域

    1、薄膜：此類是聚酰亞胺最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的產(chǎn)品形式。現(xiàn)在高端的使用領(lǐng)域?yàn)椋禾柲芑濉?/span>

    2、涂料：主要依托性能是其介電常數(shù)小，類似絕緣，主要應(yīng)用對(duì)象是電器絕緣漆，包裹在電線表層。

    3、耐高溫復(fù)合材料，主要應(yīng)用與航空航天領(lǐng)域。

    4、液晶顯示：取向排列劑：聚酰亞胺在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。

    5聚酰亞胺材料的主要供應(yīng)商

    杜邦：1950年起美國杜邦公司開始了耐高溫聚合物的研究，1962年芳香族聚酰亞胺開始在布法羅試生產(chǎn)，取名為“H”型薄膜。杜邦公司在1999年4月宣布投資中國臺(tái)灣，1996年建成第一座聚酰亞胺（PI）廠太巨公司，并成為該公司的主要股東，使太巨成為杜邦公司在臺(tái)生產(chǎn)PI膜和柔性復(fù)合材料為主的公司。

    日本宇部興產(chǎn)（UBE）：日本宇部興產(chǎn)工業(yè)公司在上世紀(jì)80年代初研制成功一種新型線性聚酰亞胺即聯(lián)苯型薄膜，包括UpilexR、UpilexS和UpilexC型系列薄膜，打破了“Kapton”為代表的以PMDA與DDE為原料制造聚酰亞胺薄膜獨(dú)占市場(chǎng)20年的局面。

    日本鐘淵（Kaneka）：本鐘淵最早于1980年開始實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究聚酰亞胺薄膜，并成功開發(fā)出一種新型“均苯”型PI薄膜，商品名為“Apical”，1984年在日本志賀建立第一條APICAL聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)線，并于1985年開始量產(chǎn)，產(chǎn)品主要應(yīng)用于FPCS。

    韓國SKC&KOLON：SKC&KOLON PI是由SKC與KOLON整合聚酰亞胺膠片事業(yè)，于2008年6月合資興建的公司。韓國SKC于2001年啟動(dòng)聚酰亞胺薄膜的研發(fā)，2002年與KRICT（韓國研究化學(xué)技術(shù)研究所）參與政府的聚酰亞胺研發(fā)項(xiàng)目；2003年建立第一條PI生產(chǎn)線（0#試驗(yàn)線）；2004年P(guān)I薄膜0#產(chǎn)線安裝調(diào)試并成功量產(chǎn)，成為韓國史上第一個(gè)制造亞胺薄膜的企業(yè)。