聚酰亚胺薄膜技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

1、上世纪七十年代后期，桂林电器科学 研究 所(以下简称桂林所)在开展PIF研发的同时，开展了聚酯薄膜(BOPET)、聚丙烯薄膜(B0PP)、聚萘酯薄膜(B0PEN)等双向拉伸薄膜的研发，并联想到PIF是否亦可以双向拉伸等问题。同时，用当时最先进 分析 仪器(如电子显微镜、双折射、x线衍射仪等)对国内外PIF以及在拉伸下亚胺化的PIF进行了性能 分析 对比，用了几年时间，开发成功了在双向拉伸下亚胺化的工艺及成套生产线，将PIF生产工艺向前推了一步。

2、二十年后，原有的工艺存在薄膜厚度及微观均匀性难以提高的问题。桂林所在国家的再次资助下，重建已经拆除的试验室，解决在流涎机上树脂在钢带上成膜究竟应该用“刮涂法”还是“挤出法”的争议。这个争议存在已久，只是由于在试验中“刮涂法”可以用少量树脂完成许多试验，而未进行实质优化比较。但流涎咀用刮板在流涎钢带上成膜，无法消除钢带厚度公差、支撑钢带的前鼓的经向跳动公差、前鼓表面加工误差及温度误差、刮板本身的加工误差以及流涎咀安装误差等一系列机械问题及树脂本身粘度变化对薄膜厚度及内在均匀性带来的后果，而且也难以采取补偿和控制措施。

挤出法(用压力把树脂通过模头挤出后流在钢带上，然后成膜)也有若干技术问题需要解决。但经过对比和优化试验，证明其在许多方面，优于“刮涂法”，其中最重要的是解决了上述误差对薄膜均匀性的影响。同时，在“挤出法”的基础上，再采用薄膜制造技术中已广泛应用并被确认对厚度均匀性有重要意义的“在线薄膜厚度自动控制系统”(简称APC技术)，可将PIF的厚度公差从8％～l5％减小至2％～5％，

如果再通过优化控制程序试验，相信可以减至O～2％。表观厚度均匀性的提高，也带动薄膜微观高分子聚集态均匀的提高，而后者对薄膜性能有时影响较大。

3、在流涎机中溶剂挥发通道采用静压箱热风分布技术。这也一个从其它薄膜生产中直接移植过来的技术。原始的钢带通过流涎机，进入流涎机烘道的热风难以均匀横向分布，生产PIF宽度很小时，尚可应付，一旦加宽，即会严重影响溶剂横向挥发速度的均匀性，从而严重影响薄膜质量水平。上世纪七十年代末，桂林所把在BOPET和BOPP横向拉伸热风循环的静压箱技术应用于PIF流涎机，使流涎机分段热风温度控制及热风在横向分布均匀性问题得以解决，有效提高了宽幅(>5OOmm)PIF产品质量水平。这得益于流体力学和空气动力学、传热学工作者的努力。

优化工艺中另一重要问题是PIF生产工艺中的节能减排问题。PIF制膜工艺中，能耗、废气排放和溶剂回收问题一直是社会所关注的问题，它既与生产成本息息相关，更与当前我国国策及世界对资源节约和环境友好的关注程度密切

相关。工艺路线问题已基本得到了解决，但能量与溶剂的回收(两者甚至可以转化)尚有改进的空间，应该进一步优化研发。多年来大多数PIF生产企业，为了成本竞争，而忽视节能减排问题，这里有知识面的问题、管理的问题，也有技术的问题，更为重要的是理念和社会责任的问题。

第二节 产品工艺特点或流程

聚酰亚胺薄膜的生产基本上是二步法，第一步：合成聚酰胺酸，第二步：成膜亚胺化。成膜方法主要有浸渍法（或称铝箔上胶法）、流延法和流涎拉伸法。浸渍法设备简单、工艺简单，但薄膜表面经常粘有铝粉，薄膜长度受到限制，生产效率低，此法不宜发展；流涎法设备精度高，薄膜均匀性好，表面干净平整，薄膜长度不受限制，可以连续化生产，薄膜各方面性能均不错，一般要求的薄膜均可采用此法生产；拉伸法生产的薄膜，性能有显著提高，但工艺复杂生产条件苛刻，投资大，产品价格高，只有高质量薄膜才采用此法。

流涎法生产聚酰亚胺薄膜流程

第三节 国内外技术未来发展趋势 分析

1、柔性覆铜板基材(FCCL)

以往传统的柔性覆铜箔板(3L—FCCI )是用“PIF一胶粘剂一铜板”复合而成。FCCL是电子工业、汽车工作、信息产业和各种国防工业的重要材料，在世界PIF的市场上几乎占有半壁江山，而且还有扩大的趋势。

由于电子产品(包括民工和军用电子产品)向小型化、轻型化和组装高密度化的趋势发展，对FCCI用的PIF要求越来越高。表现在超薄型(12．5 以下)、共挤多层(二层、三层)型等，突出的要求是低热收缩率(0．05％以下，甚至为零收缩)．由于产品超薄，要求有更大的拉伸强度和弹性模量等。上述FCCL中．2L—FCCL即二层挠性覆铜板。需要在亚胺薄膜一侧或两侧附有可热自粘性的PI层(TPI)形成“TPI—PI”膜或TPI—PI—TPI膜。这种产品制造工艺及装备类似其它塑料膜的“共挤复合技术”，开发中有值得参考的技术。

在FCCL方面，PIF研发的重点是：①超薄型(12．5 以下)；②高均匀型(厚度公差±3％以下)；③低收缩，甚至零收缩型(0．05％以下)；④多层复合膜TPI—PI或TPI—PI—TPI。

2、抗电晕聚酰亚胺薄膜

目前，国内至少已有5个以上的 研究 院(包括中科院)所、高校和企业投入力量，力图攻克这一电机工业急需的材料，而且，不少单位已有非常不错的样品提供应用 研究 ，但提供样品到成卷的产品，到用户满意的商品，尚需时日和进一步研发。笔者认为，要真正完成这项工作，必须认真地开展纳米粉体与聚合物复合机理的 研究 ，或引入其它 行业 已经获得的有关这方面的成果。否则，就难以获得工业化、大批量性能均匀的产品。

3、新组分合成的聚酰亚胺薄膜的商品化

当今，与国民经济和国防工业有关的产业正高速发展，其中大量产业都与聚酰亚胺薄膜有重要关系。发展PIF的技术是一个大的市场机遇。这是一项必须努力立足于自主开发的技术，以前是这样，以后也将如此，笔者在这里特别希望政府决策者、企业家和技术工作者能看清这一事实。这将是聚酰亚胺薄膜技术发展最重要的一点。



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