面向柔性MEMS应用的功能性聚酰亚胺薄膜及微结构的微制造

2023-07-04

国内外聚酰亚胺薄膜比较

聚酰亚胺的市场及技术分析

2007年,全球聚酰亚胺(PI)的年消费量为6万吨左右,美国、日本、欧洲是世界上聚酰亚胺最主要的消费市场。

2007年,美国、日本、欧洲聚酰亚胺的消费量分别约为1.8万吨、1.6万吨和0.7万吨。

专家预测,世界对聚酰亚胺的需要将以每年6%的速度递增,到2012年总消费量将达到约8万吨。

2007年,全球聚酰亚胺(PI)的年消费量为6万吨左右,美国、欧洲、日本是世界上聚酰亚胺最主要的消费市场。

2007年,美国、欧洲、日本聚酰亚胺的消费氏蠢量分别约为1.8万吨、1.6万吨和0.7万吨。

专家预测,世界对聚酰亚胺的需要将以每年6%的速度递增,到2012年总消费量将达到约8万吨。

PI是综合性能最佳的有机高分子材料之一,已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域,各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。

由于聚酰亚胺在性能和合成化学上的特点,其应用也十分广泛,聚酰亚胺有包括工程塑料、纤维、薄膜、先进复合材料、泡沫塑料、胶粘剂、分离膜、液晶显示用的取向排列剂等数十种。

目前,聚酰亚胺在各个国家和地区消费构成有所不同,美国主要消费领域是塑料,占消费量的80%左右;欧洲主要消费领域是漆包线漆,占消费量的70%~80%;日本主要消费领域是薄膜和塑料,合计占消费量的95%左右。

高端纤维市场潜力大

在种类众多的特种工程塑料中,由于聚酰亚胺的耐高温性能、抗拉强度均优于同类产品,因此价格也相对较贵。

但对性能要求不高的领域,如果使用PI替代其他材料,依然存在一定的困难。

据不完全统计,目前世界上聚酰亚胺的主要生产厂家约有50家,主要的生产厂家有美国杜邦公司、日本三井东亚公司以及日本宇部兴产公司等。

据了解,同聚酰亚胺纤维竞争的纤维品种主要有:PTFE(聚四氟乙烯)、PPS(聚苯硫醚)、玻纤、Nomex(芳纶)。

各纤维由于性能不同,应用领域及应用环境也不尽相同,但从相关性能来看PI纤维竞争优势明显。

高温滤料主要应用于环保行业的袋式除尘领域,主要与钢铁、冶金、水泥、化工行业以及电力和垃圾焚烧炉等有密切关系,而袋式除尘替代电除尘是大势所趋。

随着国家对环保的日益重视, *** 和民间资本在这一领域的投入越来越大,环保产业因而呈现出了高速发展的态势。

相比2008年,2009年高温过滤材料大幅增加,尤其是高端产品发展较快。

2008年,我国滤料总产量中低端滤料约占40%,中端滤料约占40%,高端滤料约占20%,未来发展空间巨大。

薄膜市场仍将高速增长

在我国的PI产品中,90%以上是薄膜。

截至2009年,Pl薄膜规模达到凳核郑约4700吨/年,生产厂家在40家枣颂以上,年产量达到2000~3000吨。

国内90%以上企业都采用普通流延法,产品低端,主要应用于绝缘材料和柔性覆铜板(FCCL)两大领域。

目前,我国90%以上的Pl薄膜应用于绝缘材料领域,年消费量2000~3000吨,应用领域包括机车、电机、核电设备绝缘、耐高温电线电缆、扬声器音圈骨架、电磁线、耐高温导线、耐高温压敏胶带、绝缘复合材料等,对PI薄膜质量要求不高。

柔性覆铜板是广泛应用于电子工业、汽车工业、信息产业和各种国防工业所用挠性印刷电路板(FPC)的主要材料。

在该领域,PI薄膜主要用做绝缘基膜,此外还可用做FPC高温胶带。

在家电下乡、3G通讯、信息家电及汽车电子等方面的高速增长,都成为了推动FCCL市场发展的动力。

然而,我国FCCL领域应用的PI薄膜85%以上依赖进口,年进口量为800~900吨。

国内仅漂阳华晶、江阴天华科技、无锡高拓和山东万达微电子材料公司等厂家能生产。

以电子领域的12.5nmPI双向拉伸薄膜为例,我国企业最高报价是每千克1500元左右,一般报价只有几百元,而美国杜邦、日本宇部兴产公司报价在3000元以上。

在绝缘材料领域,国产PI薄膜价格一般在每千克10~30元,而进口产品价格在1800~3000元。

随着中国电子工业的快速发展,预计未来几年我国PI薄膜市场将以年均12%以上的速率快速增长,2013年我国PI薄膜需求量将达5000吨左右。

产能不足成本高

聚酰亚胺品种繁多、形式多样,在合成上具有多种途径,因此可以根据各种应用目的进行选择,这种合成上的易变通性也是其他高分子材料所难以具备的。

从历史文献的研究中,由于各国对聚酰亚胺的详细情况披露有限,所以成本数据并不透明。

从深圳惠程相关资料中可以看出,聚酰亚胺的原料构成主要有二酐、二胺、异构二酐、二甲基乙酰胺、去离子水等。

其中,目前国内二酐即均苯四甲酸二酐(PMDA)的生产方法多采用均四甲苯以钒钛氧化物为催化剂。

国内PMDA生产厂家虽有几家,但产能不足万吨。

市场缺口仍然需要进口,均酐生产主要集中在杜邦、赫司特等少数大公司。

据了解,目前国内PMDA报价在5.2万~5.6万元/吨不等,而吨聚酰亚胺需原料为0.5吨左右。

二胺即二苯醚二胺(又称二氨基二苯醚,ODA),主要用作聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂的原料和交联剂。

目前,国内ODA生产量不大,全年大约1000多吨,价格约为7.8万元/吨。

另外,异构二酐包括异构BP鄄DA、异构ODPA、异构TDPA等。

而二甲基乙酰胺(DMAC)是无色透明的可燃液体,主要用于耐热合成纤维、塑料薄膜、涂料、医药、丙烯腈纺丝的溶剂,目前市场报价在1.08万元/吨。

根据上述各单项成本的估算,吨聚酰亚胺成本为8万元/吨左右。

生产新技术成功面世

聚酰亚胺产品可用于汽车和飞行器发动机、通讯仪器、建筑机械、工业机械、商用设备、电子电器和微电子、分析和医疗设备以及传输和纺织设备等领域。

由于其昂贵的价格,依然对部分应用领域具有挤出效应。

长春应用化学研究所开发的聚酰亚胺及制品合成新工艺,改变了传统聚酰亚胺的合成方法,开辟了一条新的氯代苯酐合成聚酰亚胺反应途径。

经综合测算,新加工工艺可使聚酰亚胺的生产成本降低30%以上。

目前,世界上只有美国通用电气(GE)公司采用以硝基酞酰亚胺为原料生产聚醚酰亚胺,其规模已经达到万吨级。

但是,以硝基酞酰亚胺生产聚醚酰亚胺路线存在有大量废酸,提纯使用有机溶剂,难以用直接法合成聚酰亚胺,副产物是产生对反应不利并污染环境的亚硝酸钠,且存在不能生产联苯二酐等缺点。

而采用氯代苯酐路线,这些缺点全部可以克服,因此可以认为氯代苯酐路线是目前世界上产生聚酰亚胺最先进和最经济的路线。

聚酰亚胺定义

聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物,英文名Polyimide(简称PI),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。

PI是综合性能最佳的有机高分子材料之一,耐高温达400℃以上,长期使用温度范围-200℃~300℃,无明显熔点,具有高绝缘性能。

另外,PI作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域,各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。

聚酰亚胺性能

聚酰亚胺树脂的综合性能非常优秀,它具有抗腐蚀、抗疲劳、耐高温、耐磨损、耐冲击、密度小、噪音低、使用寿命长等特点。

聚酰亚胺类型

由于聚酰亚胺在性能和合成化学上的特点,其应用也十分广泛,聚酰亚胺的形态也达数10种之众。

但我们主要分析5种形态:工程塑料、纤维、薄膜、先进复合材料、泡沫塑料。

其他形态包括泡沫塑料、胶粘剂、分离膜、液晶显示用的取向排列剂等。

主要产品

工程塑料:工程塑料分为热塑性和热固性树脂两大类。

热塑性聚酰亚胺材料由于它的不熔性质,影响了这类高性能材料的广泛应用。

而热固性工程塑料融优良的加工成型性能和高性能于一体。

其中,聚酰亚胺特种工程塑料具有较高的玻璃化转变温度(243℃)和熔点(334℃),负载热变型温度高达316℃,可在250℃下长期使用;PI树脂不仅耐热性比其他耐高温塑料优异,而且具有高强度、高模量、高断裂韧性以及优良的尺寸稳定性。

纤维:聚酰亚胺纤维又被称为芳酰亚胺纤维,分为普通耐热和高强度两类。

前者用于高温介质的过滤材料、主要电缆护套、消防服等。

后者的力学性能可达到碳纤维水平,是先进复合材料的增强剂,也可以用于防弹背心及其他防护盾甲。

目前,用于制造高温过滤材料应用广泛且迫切。

其中,国内市场广泛使用的袋式除尘装置的核心关键——耐高温滤料,普遍应用的是底端的PPS纤维,高端的聚酰亚胺纤维全部进口。

薄膜:1961年美国杜邦首次生产出PI薄膜,目前世界PI薄膜生产技术主要集中于三大生产商:美国杜邦、日本宇部兴产和日本钟渊化学。

先进复合材料:聚酰亚胺复合材料是目前最耐高温的树脂基复合材料,主要应用于航空航天等。

泡沫塑料:聚酰亚胺泡沫塑料是聚合物中热稳定性最好的泡沫材料之一,长期可耐250℃~300℃的温度,短时可耐400℃~500℃的高温。

自从20世纪70年代开发成功以来,已有近40年的发展历史。

聚酰亚胺泡沫塑料按结构可分为热固性聚酰亚胺泡沫、热塑性聚酰亚胺泡沫两类。

从全球范围来看,掌握聚酰亚胺核心技术并进行产业化的生产商只有奥地利Evonic公司,而且公司利用二酐和二胺合成聚酰亚胺的工艺相比Evonic成本更低,技术的排他性、市场的不充分竞争、一体化程度造就了公司的稀缺性。

能长期在聚酰亚

您好,这个是不影响的,能长期在聚酰亚胺薄膜厂工作
PI发热片是一种软性可弯曲的薄膜状电热器件,以金属箔或金属丝为内导电发热体(电热片),聚酰亚胺薄膜为外绝缘体,以加工时,将电热片插入到聚酰亚胺薄膜壳体内并经过高温高压热合而成。具有优异的绝缘强度、抗电强度、热传导效率和电阻稳定性等特点。发热温度范围广,在-40~280℃之间都适用,主要应用于电饭煲、微波炉、电哥固达品子消毒柜、电吹风、电熨斗等家用电器和过塑机、复键戚印机、打印机、传真机等设备上的加热部件。石墨范叶率迫服烯都具有极佳的导电性和导热性来自,与聚酯复合制成的导电复合膜器重议须官,通电后能发热,再覆盖绝缘保护层后制成石墨烯发热片。具360问答有热转换率高、耐电压高、残余电流小、功率低、响应时节举打损波世充者边温成间迅速、使用寿命长等特点。发热温度在20~60℃之间,主要应用于保健或医疗设备等生物医学方面。目前聚酰亚胺发热片成本低于石墨烯发热片,应用范围更广。
选择聚酰亚胺发热片还是石墨烯发热片,主要是看应用的用途,两者虽然共性多,但因使用的发热材料不同,适用的范围、使用成本也有所不同,需要从使用加热元件的应用环境和需求来选择。
聚酰亚胺发热片成本比真正的石墨烯发热片要低,而且适用应用的温度范围更加广泛,厚度上也有一定的优势,市面上中高温的使用聚酰亚胺发热片的更多。石墨烯发热片其实身已际易它织烧有太更多应用在中低温环境中,也因其能远红外加热的特性,多用于关洲括制练地款身器灯映保健或医疗设备行业。
关于聚酰亚关风茶编良刘关护反胺发热片
聚酰亚胺发热片又叫FPC电热膜、PI电热膜,是采用聚酰亚胺(PI仅笑任模迫倒同很判根或Kapton®) 作为绝缘体,以金属箔与柔性绝缘材料经高温复合而成的柔性电热膜。其中,聚酰亚胺是柔性好,厚度薄,绝缘强伍伏度高、无受顺令更七液刘那毒的半透明材料。
聚酰亚胺发热片结培殖三语你烟为柔性薄膜型加热器非常适用于使用面积小且过半哥重量轻的需求,或者加热器暴露在真空、辐射、油或某些化学物质中的场合。
聚酰亚胺发热片优点
1、聚酰亚胺发热片厚度薄、重量轻,占用空间小,厚度一般小于0.3mm;
2、FPC柔性电热膜较柔软毛题促刻企科刑,其最小弯曲半径仅为0.8mm左右;
3、形状及大小可按需定制,适合于制作面积极小的柔性电热膜元件
4、采用面状发热方式,表面功率密度极大,最大可达到3W/cm2,具有加热均匀性能更好,加热速率更快的特点;
5、聚酰亚胺发热片在不同面积部位可满足不同的迅根料燃天乙更钱吧加热功率要求和加热温度要求,可按要求在设计面上均匀的分腔亮携布加热区域热惯量小,温度控制精度高,速度快;
6、具有优异的抗化学腐蚀性能,抗菌性能以及抗辐射性能;
7、聚酰亚胺发热片可以与薄型隔热材料集成为一体,提供带隔热层的轻质电热元件;
8、FPC柔性电热膜可自带PSA不干胶,便于快捷的安装。
德福电热主要生产石墨烯发热片、聚酰亚胺PI发热击议未传飞衡怎介裂述斯膜、PET电热膜、硅胶加热片等电热制品。

mems的全称

全称Micro Electromechanical System 微机电系统 http://www.memschina.com/ MEMS(Micro Electromechanical System,即微电子机械系统)是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。概括起来,MEMS具有以下几个基本特点,微型化、智能化、多功能、高集成度和适于大批量生产。 MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等。其研究内容一般可以归纳为以下三个基本方面: 1.理论基础: 在当前MEMS所能达到的尺度下,宏观世界基本的物理规律仍然起作用,但由于尺寸缩小带来的影响(Scaling Effects),许多物理现象与宏观世界有很大区别,因此许多原来的理论基础都会发生变化,如力的尺寸效应、微结构的表面效应、微观摩擦机理等,因此有必要对微动力学、微流体力学、微热力学、微摩擦学、微光学和微结构学进行深入的研究。这一方面的研究虽然受到重视,但难度较大,往往需要多学科的学者进行基础研究。 2.技术基础: MEMS的技术基础可以分为以下几个方面:(1)设计与仿真技术;(2)材料与加工技术(3)封装与装配技术;(4)测量与测试技术;(5)集成与系统技术等。 3.应用研究: 人们不仅要开发各种制造MEMS的技术,更重要的是如何将MEMS技术与航空航天、信息通信、生物化学、医疗、自动控制、消费电子以及兵器等应用领域相结合,制作出符合各领域要求的微传感器、微执行器、微结构等MEMS器件与系统。

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