我国高性能聚酰亚胺材料应用领域、研究现状、国产化难题及发展方向

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我国高性能聚酰亚胺材料应用领域、研究现状、国产化难题及发展方向

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https://www.xianjichina.com/news/details_284154.html

高性能聚酰亚胺材料凭借其优异的耐高温性能和广泛的应用前景，被誉为“21世纪最有希望的工程塑料之一”。近年来，随着我国高技术产业的快速发展，对高性能聚酰亚胺材料的需求量呈现出井喷式的增长。本文将从应用领域、研究现状、国产化难题及发展方向等方面，全面介绍这一尖端材料的发展现状。

中国科学院化学研究所研究员杨士勇

高性能聚酰亚胺材料的三大应用领域

高性能聚酰亚胺材料属于尖端高分子材料，其核心技术主要被美国和日本等西方工业国家垄断。美国在军工和民用两方面都做得很好，日本在民用领域一枝独秀，而我国在高性能聚酰亚胺材料方面具有较好的研究基础，产业化也有较好的基础，但在尖端材料方面还有较大的差距。

高性能聚酰亚胺材料的突出优点是耐高温性能，其热分解温度超过500℃，使用温度高达300450℃；可制成薄膜、复合材料、工程塑料、涂料、纤维及泡沫等多种产品，主要应用于三大领域：航天航空、微电子制造与封装及高档电气绝缘等。例如，卫星、空间站及月球车等许多空间飞行器都需要使用高性能聚酰亚胺薄膜及复合材料，金光闪闪的卫星及月球车表面就是采用金黄色的聚酰亚胺薄膜包覆的；我们每个人使用的手机中都需要使用1314块由聚酰亚胺薄膜制作的挠性印制电路。

我国从20世纪70年代就开始聚酰亚胺材料的相关研究。目前，在耐高温聚酰亚胺树脂、薄膜、纤维、泡沫等方面都具有较好的研究基础。但在产业化及工程应用方面，与美国、日本等西方工业强国相比还有较大差距，尤其在IC芯片制造与封装、光电显示等高技术产业领域。

近年来，随着我国高技术产业的快速发展，对高性能聚酰亚胺材料需求量呈现出井喷式的增长，急需提高高性能聚酰亚胺材料的产业化技术水平。目前，我国高端聚酰亚胺薄膜制造技术发展进入了快车道阶段。

未来发展前景

未来，高性能聚酰亚胺的应用将主要包括以下三个方面：

电子：以芯片制造、封装到电子元器件组装的整个电子工业链都需要高性能聚酰亚胺材料的有利支撑。
柔性显示：聚酰亚胺薄膜由于可绕弯和曲折，未来将可能代替传统玻璃制作柔性光电显示屏及柔性光电探测器，这对于智能机器人、智能无人机产业的发展是非常关键的核心技术。
军工：如航天、航空、空间探测等领域，应用范围越来越广。

由于高性能聚酰亚胺材料的优异性能，大家都在尝试用此材料代替原来的传统材料，未来还会陆续涌现出许多新的应用领域。

关键技术突破

中科院化学研究所在高性能聚酰亚胺材料方面的研究开始于上世纪70年代。在聚酰亚胺材料产业化方面已经取得了一些突破性的进展：

高性能聚酰亚胺薄膜产业化技术：在国家高技术产业化示范性工程项目支持下，支持杭州泰达（后改名为深圳瑞华泰公司），采用热亚胺化法实现了聚酰亚胺薄膜的产业化，满足了电气绝缘及电子线路板的使用需求；在国家973项目支持下，与江苏中天科技集团公司合作，采用化学亚胺化法实现了电子级聚酰亚胺薄膜的连续化生产，产品全部性能都达到或超过了国外同类产品的技术水平，已经用于我国挠性覆铜板（FCCL）的稳定生产。
高耐热轻质结构泡沫产业化技术：自2004年开始，经过17年的努力，研制成功耐180℃聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）硬质闭孔结构泡沫制备技术，自行设计、建成了3000吨/年PMI泡沫整套生产线，实现了PMI泡沫的国产化及产业化，产品在航天航空等许多重要工程中获得实际应用。
耐高温聚酰亚胺树脂制备技术：研制成功具有不同耐热等级（320~~450℃）、适于不同成型工艺的耐高温聚酰亚胺树脂系列产品，与碳纤维或石英纤维复合制备的复合材料结构部件可在300~~450℃的高温环境中使用，满足了多项航空航空型号的应用需求。
光敏性聚酰亚胺制备技术：不但具有聚酰亚胺的综合优异性能，同时具有光刻胶的光刻制图功能，成为集成电路（IC）制造与封装的关键核心材料。通过多年的系统深入研究，掌握了PSPI的关键制备技术，在材料国产化及产业化方面取得突破性进展。