探索特種新材料——聚酰亞胺薄膜的國產化破繭之路
文章來源：賢集網 更新時間：2024-07-08 15:45:05
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在材料科學的浩瀚星空中，聚酰亞胺薄膜宛如一顆璀璨的明星，以其獨特而卓越的性能，在現代工業與科研領域中綻放出耀眼光芒。 探秘聚酰亞胺薄膜 聚酰亞胺薄膜，這種看似普通的材料，卻擁有著令人驚嘆的特性。它的密度僅為鋼絲的六分之一，而強度卻是同直徑鋼絲的七倍，既能在高達260~360℃的高溫環境中穩定使用，又能輕松適應外太空-100℃以下的極寒溫度。這些獨特屬性使其成為了眾多高新技術領域的寵兒。 聚酰亞胺是一種由酰胺基團（-CO-NH-）連接而成的聚合物，其分子結構賦予了它一系列優異的性能。首先，極高的耐熱性是聚酰亞胺的顯著特點之一，可在高溫下長時間保持性能穩定，故能廣泛應用于高溫環境下的各種部件和材料制作。其次，它具備出色的耐化學腐蝕性，能夠抵御多種酸、堿和有機溶劑的侵蝕，在復雜的化學環境中依舊能維持穩定的性能。再者，聚酰亞胺還擁有卓越的機械性能，如高強度、高韌性以及良好的耐磨性等，這使其成為理想的工程材料之選。此外，其電氣性能也相當出色，具有優異的絕緣性和低介電常數，在電子電器領域得到了廣泛應用。  聚酰亞胺薄膜的廣泛應用 聚酰亞胺薄膜憑借其卓越的性能，在多個行業中都發揮著至關重要的作用。 在航空航天領域，它被用于制造發動機部件、隔熱材料以及電纜等關鍵組件，以滿足高溫、高壓和強腐蝕等極端環境下的苛刻使用要求。例如，在航天器的結構中，聚酰亞胺薄膜可作為輕質且耐高溫的絕緣材料，保障電子設備的正常運行；在飛機發動機內部，其能夠承受高溫燃氣的沖擊，確保發動機的可靠性和安全性。 電子電器領域同樣離不開聚酰亞胺薄膜的身影。它被大量應用于制造絕緣材料、電路板以及電容器等電子元件，有助于提高電子設備的性能和穩定性。例如，在智能手機、平板電腦等電子產品中，聚酰亞胺薄膜可用于制作柔性電路板，實現設備的輕薄化和高性能化；在電腦芯片的封裝中，其優異的絕緣性能能夠有效保護芯片免受外界干擾。  覆銅板領域也是聚酰亞胺薄膜的重要應用方向之一。作為印制電路板的核心材料，聚酰亞胺覆銅板具有良好的耐熱性、介電性能和機械強度，能夠滿足高端電子產品對電路板的高要求。 此外，在柔性顯示領域，聚酰亞胺薄膜的特性使其成為制造柔性顯示屏的理想材料。它可以為顯示屏提供良好的柔韌性、耐熱性和絕緣性，推動了顯示技術的不斷創新和發展。同時，在絕緣材料等其他領域，聚酰亞胺薄膜也有著廣泛的應用，為各種設備和系統提供可靠的絕緣保護。 金禧的國產化突破的艱辛歷程 然而，在過去，我國聚酰亞胺薄膜產業面臨著嚴峻的挑戰。國外企業長期在技術上占據領先地位，從美國杜邦公司1968年申請第一個聚酰亞胺纖維的專利，到20世紀80年代中期奧地利贏創推出世界上最早的商業化聚酰亞胺纖維P84，他們積累了深厚的技術優勢。特別是奧地利贏創，在中國市場深耕多年，擁有數十年的品牌優勢，這導致國內用戶對國產聚酰亞胺纖維的認知度相對較低。再加上歐元貶值等因素，國外產品進口價格大幅下降，進一步擠壓了國內產品的市場空間。 面對如此困境，我國的科研人員和企業并沒有氣餒，而是奮起直追，致力于打破國外的技術封鎖，實現聚酰亞胺薄膜的國產化突破。 深圳市金禧特種新材料科技有限公司就是其中的杰出代表。這家成立于2023年2月的寶安企業，坐落于深圳市寶安區，專注于聚酰亞胺纖維等相關高分子材料的研究、開發及生產。  為了攻克技術難題，金禧特種新材料公司前期集合了眾多國內外專業領域的知名高校及專家學者，組建了強大的科研團隊。他們歷時十余年，投入了大量的人力、物力和財力，經過無數次的實驗和嘗試，終于采用濕法-兩步法一體化連續紡絲工藝，成功生產出具有國際領先水平的高性能聚酰亞胺纖維。這一技術突破不僅打破了國內聚酰亞胺纖維產業化的困局，助力解決了“卡脖子”問題，還為我國聚酰亞胺薄膜產業的發展注入了強大動力。 該公司研發的高強高模型聚酰亞胺纖維具有高強高模、高韌性、耐高低溫、阻燃自熄、耐腐蝕、耐輻照、低介電、低吸水、質輕等優異性能，廣泛應用于航空航天、安全防護、光纖光纜、交通運輸、電子通訊、軍工、增強材料等眾多領域。耐高溫型聚酰亞胺纖維則具備耐高溫、阻燃隔熱、韌性高、耐腐蝕、耐輻照、低介電、低吸水性、低密輕質、生物相容性等特性，在光纖光纜及各行業的高溫保護防護系列產品中發揮著重要作用。此外，聚酰亞胺短纖維憑借其耐高低溫、阻燃自熄隔熱等特性，以及優異的機械性能、耐腐蝕性和耐候性，也在冶金礦山核電等領域的環境保護、特種防護、復合材料等方面得到了廣泛應用。 特別值得一提的是，金禧特種新材料公司還攻克了聚酰亞胺原液染色的難題，開發出了一系列聚酰亞胺有色纖維，進一步拓展了聚酰亞胺纖維的應用領域。 目前，該公司已經實現了一期100噸/年的量產，擁有完全自主知識產權，具備同行業最標準潔凈的生產車間，其技術成熟、工藝先進、設備可靠、運行平穩。所生產的高強高模型及耐高溫型聚酰亞胺長絲纖維性能優異，品質穩定，核心指標達到或部分超越國際領先水平。 在2024年6月27日舉辦的新產品發布會上，金禧特種新材料公司吸引了中國紡織工程學會、北京普諾泰新材料科技有限公司領導以及國內航空航天院所、軍科院等專家到現場共同見證這一重要時刻。在同期深圳國際會展中心舉行的國際新材料展會上，該公司攜一眾新產品、新技術首次與觀眾見面，全面展示了其在新材料領域的破局成果。 國產化的成功案例與展望 除了金禧特種新材料公司，國內還有其他企業也在聚酰亞胺薄膜國產化的道路上取得了顯著成就。 中車時代新材料科技股份有限公司就是其中的佼佼者。該公司的聚酰亞胺薄膜生產線于2017年底建成，是國內首條實現批量制造的化學亞胺法制膜生產線。其產品品質達到了美國、日本同類產品水平，成功替代了進口產品。三星公司全新Galaxy S10系列旗艦手機所使用的高性能聚酰亞胺薄膜，就有70%來自中車時代新材的生產線。 此外，山東歐亞高分子材料有限公司也在積極推動聚酰亞胺產業的發展。其年產45000噸聚酰亞胺高分子單體材料項目，致力于打造全球聚酰亞胺原材料產能最大、品類最全、產業鏈延伸最長的生產研發基地。該項目的產品廣泛應用于航空航天、電子、機械等領域，部分高端PI膜可實現50%的進口替代，有望打破我國高端PI膜對進口的依賴。 隨著國內化學亞胺法生產線的逐漸落地和完善，我國聚酰亞胺薄膜產業的國產化進程不斷加快。電子級以下PI薄膜已實現國產自給自足，而電子級及以上PI薄膜市場也正在逐步被國內廠商瓜分。 展望未來，聚酰亞胺薄膜的應用領域將進一步拓展。在新能源領域，它有望用于制造高性能的燃料電池隔膜和電解質材料，推動新能源技術的發展；在環保領域，可制造高效的過濾材料和吸附材料，助力環境保護；在生物醫療領域，可用于制造生物相容性好的醫療器械和人工器官等，為醫療技術的進步貢獻力量。 同時，材料科學的不斷發展和新技術的持續涌現，也將為聚酰亞胺薄膜性能的進一步提升提供有力支持。通過改變其分子結構和合成方法，可以進一步提高聚酰亞胺薄膜的耐熱性、耐化學腐蝕性和機械性能等。此外，將聚酰亞胺薄膜與其他材料進行復合和改性，還能開發出具有更多功能的新型材料，滿足不同領域日益增長的多樣化需求。 在國產化的道路上，我國的科研人員和企業將繼續努力，不斷創新，推動聚酰亞胺薄膜產業的蓬勃發展。相信在不久的將來，我國的聚酰亞胺薄膜不僅能夠在國內市場占據主導地位，還將在國際市場上展現出強大的競爭力，為我國高新技術產業的發展提供堅實的材料支撐，創造更加輝煌的成就。 原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_551688.html 來源：賢集網 著作權歸作者所有。商業轉載請聯系作者獲得授權，非商業轉載請注明出處。 |
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