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“黄金薄膜”:上可助力航天,下可护佑电缆

添加时间:2023-07-03 作者:刘昊 蒋易蓉 来源:科技日报 点击:1960 收藏 打印 字体:
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视觉中国供图

耐高低温性能、机械性能、电气绝缘性能优异

“黄金薄膜”:上可助力航天,下可护佑电缆

聚酰亚胺薄膜价格高昂,加之薄膜颜色呈现黄色,故有“黄金薄膜”之称。目前,聚酰亚胺薄膜已被广泛应用于电工绝缘材料、航空航天、航海、电子电器、电线电缆、变压器等领域。随着技术的不断进步,聚酰亚胺薄膜的应用领域还在不断扩大。

日前,第二届聚酰亚胺薄膜技术与应用专题研讨会在山东东营举行,来自各地的400余名专家学者共商聚酰亚胺的生产发展之路。

“没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术”。作为一种综合性能优异的工程塑料,聚酰亚胺被广泛应用于电子工业、汽车工业等领域,是高新技术产业发展的重要基础原材料之一。

聚酰亚胺薄膜是聚酰亚胺工业制品,有着“黄金薄膜”的美称,可用作电机的槽绝缘及电缆绕包材料。随着电子工业和汽车工业中5G高频通信、可穿戴设备、柔性显示、新能源汽车等产业的发展,全球对高端聚酰亚胺薄膜的需求将与日俱增。

聚酰亚胺薄膜为何被称为“黄金薄膜”?有何应用前景?带着这些问题,科技日报记者采访了桂林电器科学研究院有限公司首席技术专家唐必连。

具有多种优良性能

“聚酰亚胺薄膜价格高昂,加之薄膜颜色呈现黄色,故有‘黄金薄膜’之称。”唐必连说。

“聚酰亚胺薄膜可在零下269摄氏度至280摄氏度的温度范围内长期使用,甚至在短时达到400摄氏度以上的高温环境中也可以使用。”唐必连介绍,聚酰亚胺薄膜具有优良的耐高低温性能、优异的机械性能、优良的电气绝缘性能、高的尺寸稳定性和低热膨胀系数、良好的化学稳定性及耐湿热性。同时它还具备耐辐射、耐腐蚀(不耐碱)、阻燃、耐弯折以及良好的生物相容性等优点,具有真空挥发分低、挥发可凝物少等空间材料的特点。

目前,聚酰亚胺薄膜已被广泛应用于电工绝缘材料、航空航天、航海、电子电器、电线电缆、变压器等领域。随着技术的不断进步,聚酰亚胺薄膜的应用领域还在不断扩大。

唐必连表示,根据亚胺化工艺的不同,行业里把聚酰亚胺薄膜的生产工艺定义为两种,即化学亚胺化法和热亚胺化法。国内自主研发的已经产业化的聚酰亚胺薄膜工艺都是热亚胺化法,国外主要采用化学亚胺化法生产工艺。

近年来,我国从日本引进了5条化学法生产线及化学法基础工艺技术,并在基础工艺的基础上做了一些工艺改进,目前主要生产的薄膜类型是碳化膜基膜。

我国发力“黄金薄膜”赛道

近年来,我国高技术产业的快速发展,对高端聚酰亚胺薄膜的需求呈现井喷式的增长,提高高性能聚酰亚胺薄膜的产业化技术水平成为当务之急。

唐必连表示,在我国,热亚胺化法和化学亚胺化法的聚酰亚胺薄膜生产工艺研究几乎同步开展,且两种工艺方法都取得了一定成绩,特别是热亚胺化法的工艺不仅解决了我国常规的电工绝缘材料的需要,也在电子应用领域占有一席之地。

由于聚酰亚胺具有巨大的应用前景,近年来,我国的大专院校、科研单位及企业的科技工作者对聚酰亚胺的研究热潮不减,在高密度散热膜、耐电晕膜、无色透明膜、电池隔膜、五彩变色膜、太阳能背板用膜、海水过滤膜等方面都做了大量的研究。

例如,四川大学刘向阳、王旭教授团队通过构建“点对面配位结构”和“类弹簧折叠大分子链结构”的策略,实现了耐大曲率弯折的聚酰亚胺薄膜的成功制备,该薄膜在0.25毫米的超低弯曲半径下可弯折20万次。

桂林电器科学研究院有限公司2016年成功研制了我国第一条幅宽1.6米的双向拉伸聚酰亚胺薄膜生产线。

“随着聚酰亚胺薄膜应用领域的不断扩展,对其功能的要求将会不断提升,相关的研究也相继开展。如何加强产学研的有机融合,尽快让实验室成果走向产业化,是科技工作者和相关管理部门需要解决的问题。”唐必连说。

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