揚中市綠島橡塑有限公司
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早期聚酰亞胺依靠它的低楊氏模量和作為柔性襯底的能力作為一種MEMS材料應(yīng)用。這種襯底在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用上具有生物相容性和生物穩(wěn)定性的潛力。初步研究已經(jīng)證明了它的惰性和低細(xì)胞毒性。聚酰亞胺的生物相容性支持植入微電極已經(jīng)被驗證。然而，一些制造商明確表示禁止將他們的聚酰亞胺用在可植入器件上。此外，相比其他的薄膜聚合物(如聚對二甲苯和PDMS)，聚酰亞胺顯得較硬，可引起微小的神經(jīng)組織損壞。聚酰亞胺的其他顯著特征包括高的玻璃轉(zhuǎn)化溫度、高的熱和化學(xué)穩(wěn)定性、低介電常數(shù)、高機械強度、低吸水性和高耐溶劑性。這些功能組合使聚酰亞胺被用作陶瓷的替換物、耐化學(xué)的電鍍膜、犧牲層。
聚酰亞胺工程塑料可分為既有熱固性也有熱塑性，可分為聚均苯四甲酰亞胺 (PMMI)、聚醚酰亞胺 (PEI)、聚酰胺一酰亞胺 (PAI)等，在不同領(lǐng)域有著各自的用途。PMMI在1.8MPa的負(fù)荷下熱變形溫度達(dá)360℃，電性能優(yōu)良，可用于特種條件下的精密零件 ，耐高溫自潤滑軸承、密封圈、鼓風(fēng)機葉輪等 ，還可用于與液氨接觸的閥門零件，噴氣發(fā)動機燃料供應(yīng)系統(tǒng)零件 。PEI具有優(yōu)良的機械性能、電絕緣性能、耐輻照性能 、耐高溫和耐磨性能，熔融流動性好，成型收縮率為0.5％～0.7％，可用注射和擠出成型，后處理較容易，還可用焊接法與其他材料結(jié)合，在電子電器 、航空、汽車 、醫(yī)療器械等產(chǎn)業(yè)得到廣泛應(yīng)用。PAI的強度是當(dāng)前非增強塑料中最高的，拉伸強度為190MPa，彎曲強度為 250MPa，在1.8MPa負(fù)荷下熱變形溫度高達(dá)274℃。PAI具有良好的耐燒蝕性和高溫、高頻下的電磁性，對金屬和其他材料有很好的粘接性能，主要用于齒輪 、軸承和復(fù)印機分離爪等，還可用于飛行器的燒蝕材料、透磁材料和結(jié)構(gòu)材料。
1、聚酰亞胺作為一種特種工程材料，已廣泛應(yīng)用在航空、航天、微電子、納米、液晶、分離膜、激光等領(lǐng)域。2、聚酰亞胺可耐極低溫，如在－269℃的液態(tài)氦中不會脆裂。 3、聚酰亞胺具有優(yōu)良的機械性能，未填充的塑料的抗張強度都在100Mpa以上，均苯型聚酰亞胺的薄膜（Kapton）為170Mpa以上，而聯(lián)苯型聚酰亞胺（Upilex S）達(dá)到400Mpa。作為工程塑料，彈性膜量通常為3－4Gpa，纖維可達(dá)到200Gpa，據(jù)理論計算，均苯四甲酸二酐和對苯二胺合成的纖維可達(dá) 500Gpa，僅次于碳纖維。4、一些聚酰亞胺品種不溶于有機溶劑，對稀酸穩(wěn)定，一般的品種不大耐水解，這個看似缺點的性能卻使聚酰亞胺有別于其他高性能聚合物的一個很大的特點，即可以利用堿性水解回收原料二酐和二胺，例如對于Kapton薄膜，其回收率可達(dá)80％－90％。改變結(jié)構(gòu)也可以得到相當(dāng)耐水解的品種，如經(jīng)得起120℃，500 小時水煮?！ ?、聚酰亞胺的熱膨脹系數(shù)在2×10-5－3×10-5℃，南京岳子化工YZPI熱塑性聚酰亞胺3×10-5℃，聯(lián)苯型可達(dá)10-6℃，個別品種可達(dá)10-7℃。 6、 聚酰亞胺具有很高的耐輻照性能，其薄膜在5×109rad快電子輻照后強度保持率為90％。7、 聚酰亞胺具有良好的介電性能，介電常數(shù)為3.4左右，引入氟，或?qū)⒖諝饧{米尺寸分散在聚酰亞胺中，介電常數(shù)可以降到2.5左右。介電損耗為10-3，介電強度為100－300KV/mm，廣成熱塑性聚酰亞胺為300KV/mm，體積電阻為1017Ω/cm。這些性能在寬廣的溫度范圍和頻率范圍內(nèi)仍能保持在較高的水平。8、 聚酰亞胺是自熄性聚合物，發(fā)煙率低。
聚酰亞胺薄膜這種薄膜材料在各種應(yīng)用中都展現(xiàn)出了無與倫比的優(yōu)越性能，無論是在電子、航空航天、汽車制造還是其他高科技領(lǐng)域，聚酰亞胺薄膜都有著廣泛的應(yīng)用。聚酰亞胺薄膜具有出色的耐高溫性能，可以在極高的溫度下保持穩(wěn)定，這對于那些需要在高溫環(huán)境下工作的應(yīng)用來說是至關(guān)重要的。此外，這種薄膜還具有良好的機械性能、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能，可以滿足各種嚴(yán)苛的工作環(huán)境。更重要的是，聚酰亞胺薄膜具有出色的絕緣性能，對于那些需要高絕緣性能的應(yīng)用來說是不可或缺的材料。無論是電子設(shè)備、電力傳輸還是航空航天領(lǐng)域，都需要高度絕緣的材料來保證安全。聚酰亞胺薄膜的絕緣性能可以滿足這些應(yīng)用的需求，提供最可靠的保護(hù)。聚酰亞胺薄膜的另一個優(yōu)點是易于加工。它可以被剪裁成各種形狀，適應(yīng)各種復(fù)雜的幾何設(shè)計。此外，這種薄膜還具有良好的柔韌性和可折疊性，可以在各種形狀的表面上使用。
熱固性聚酰亞胺具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性和機械性能，通常為橘黃色。石墨或玻璃纖維增強的聚酰亞胺的抗彎強度可達(dá)到345 MPa,抗彎模量達(dá)到20GPa.熱固性聚酰亞胺蠕變很小，有較高的拉伸強度。聚酰亞胺的使用溫度范圍覆蓋較廣，從零下一百余度到兩三百度。聚酰亞胺化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。聚酰亞胺不需要加入阻燃劑就可以阻止燃燒。一般的聚酰亞胺都抗化學(xué)溶劑如烴類、酯類、醚類、醇類和氟氯烷。它們也抗弱酸但不推薦在較強的堿和無機酸環(huán)境中使用。某些聚酰亞胺如CP1和CORIN XLS是可溶于溶劑，這一性質(zhì)有助于發(fā)展他們在噴涂和低溫交聯(lián)上的應(yīng)用。
隨著聚酰亞胺在市場中的大量需求，聚酰亞胺的使用環(huán)境要求也變得較為嚴(yán)格，很多的情況下聚酰亞胺的使用要面臨溫度比較高的使用情況，這個時候很多的塑料是難以承受這樣的高溫的情況的，但是聚酰亞胺卻有著良好的使用耐溫的特性，根據(jù)溫度的高低，聚酰亞胺也有不同的種類，聚酰亞胺主要分為非結(jié)晶的聚酰亞胺、結(jié)晶的聚酰亞胺、半結(jié)晶的聚酰亞胺三種，這三種聚酰亞胺的使用適應(yīng)溫度是不同的，要根據(jù)使用者的具體的需要來進(jìn)行選用。對于非結(jié)晶型聚酰亞胺來說，它的長期的工作溫度是要小于高使用溫度的，而同時它的熱變形溫度又是小于長期的工作的溫度的，但是對于結(jié)晶型聚酰亞胺：它較高的短期使用溫度是能夠接近熔點的，所以二者的使用溫度是各有不同的。
在電子和儀表工業(yè)上的應(yīng)用：聚酰亞胺由于電子和儀表零件逐漸向微型化、高密度、高性能和輕量化發(fā)展，因此對材料提出更多更高的要求。PEI具有高強度、耐高溫、尺寸穩(wěn)定性高以及良好的電氣性能和良好的JJn-r性能，能滿足這種發(fā)展要求。在電子工業(yè)中可作高壓斷路器、PCB線路板、連接器、開關(guān)、耐高溫端子、Ic底座等。在儀表工業(yè)上可做遷移開關(guān)、超聲波儀器零件、振蕩變壓器和核發(fā)電站儀表零件等。在機械和汽車工業(yè)上的應(yīng)用：利用PEI的耐高溫、高強度、高剛性、耐腐蝕和尺寸穩(wěn)定等良好的綜合性能，可用作耐高溫、高強度的精密機械零件和汽車零件，如軸承、汽車熱交換器、汽化器外罩等。在其它工業(yè)上的應(yīng)用：在航空上做飛機內(nèi)部零件。在宇航上可做照明設(shè)備、支架、電器、內(nèi)部零件、火箭引信帽、電池外殼。還可做醫(yī)療器材、家用電器。
PEEK樹脂不僅耐熱性比其他耐高溫塑料優(yōu)良，而且具有高強度、高模量、高斷裂韌性以及優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性；PEEK樹脂在高溫下能保持較高的強度，它在200℃時的彎曲強度達(dá)24MPa左右，在250℃下彎曲強度和壓縮強度仍有12～13MPa。PEEK樹脂的剛性較大，尺寸穩(wěn)定性較好，線脹系數(shù)較小，非常接近于金屬鋁材料；具有優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性，在通常的化學(xué)藥品中，濃硫酸能溶解或者破壞它，它的耐腐蝕性與鎳鋼相近，同時其自身具有阻燃性，在火焰條件下釋放煙和有毒氣體少，抗輻射能力強；PEEK樹脂的韌性好，對交變應(yīng)力的優(yōu)良耐疲勞性是所有塑料中較好的，可與合金材料媲美；PEEK樹脂具有良好的摩擦學(xué)特性，耐滑動磨損和微動磨損性能優(yōu)良，是能在250℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系數(shù)。PEEK樹脂易于擠出和注射成型，加工性能優(yōu)良，成型效率較高。此外，PEEK還具有自潤滑性好、易加工、絕緣性穩(wěn)定、耐水解等優(yōu)良性能，使得其在工業(yè)、航空航天、汽車制造、電子電氣、醫(yī)療和食品加工等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用。
橡膠密封圈是我們較常見的橡膠產(chǎn)品。它們用途廣泛，生產(chǎn)工藝相對簡單，而且使用了許多材料。O形圈損壞的大部分原因不是橡膠O形圈的設(shè)計或壓力造成的。一個好的設(shè)計不會導(dǎo)致O形圈的損壞，如果它只是單方面增加壓力。較根本的原因是，在工作環(huán)境的高溫高壓下，O形圈會發(fā)生變形，當(dāng)O形圈被壓入間隙時會產(chǎn)生咬合。橡膠密封圈是一種典型的擠壓變形密封效果。安裝時，它會與密封面產(chǎn)生接觸壓力。當(dāng)壓力大于密封介質(zhì)的壓力時，會產(chǎn)生密封效果，當(dāng)壓力小于密封介質(zhì)的壓力時，會發(fā)生泄漏。1.壓縮和拉伸是基本因素由于橡膠O形圈的配方不同，不同企業(yè)生產(chǎn)的橡膠O形圈的壓縮和拉伸也不同。在長期壓縮的條件下，產(chǎn)品會產(chǎn)生壓縮應(yīng)力松弛的想象。這種現(xiàn)象將隨著時間的推移而逐漸擴大。時間越長，壓縮和拉伸量越小，導(dǎo)致彈性不足引起的泄漏現(xiàn)象。較直接的改變方法是增加產(chǎn)品的橫截面尺寸，但也將導(dǎo)致產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)增加。2.溫度也是重要的因素溫度對橡膠密封圈的松弛度也比較重要。無論是哪種橡膠材料，都會加速其高溫老化速度。環(huán)境溫度越高，氣體壓縮變形越大。當(dāng)產(chǎn)品變形超過40%時，O形圈將慢慢失去彈性并導(dǎo)致泄漏。安裝橡膠O形圈時，會有初始應(yīng)力，由于密封圈長時間松弛和溫度逐漸降低，初始應(yīng)力會慢慢消失。在某些情況下，它可能會隨著溫度的急劇下降而消失。即使橡膠材料耐低溫，與20度時產(chǎn)生的應(yīng)力相比，也不會超過25%。因此，在安裝橡膠O形圈時，應(yīng)設(shè)定初始應(yīng)力，并充分考慮工作環(huán)境中的溫度因素。3.中等工作壓力是橡膠密封圈變形的主要原因與上述兩個因素相比，介質(zhì)壓力對橡膠O形圈的變形影響更大，這是在所有工況下導(dǎo)致橡膠O形圈變形的較常見情況。隨著現(xiàn)代液壓裝置的發(fā)展，液壓介質(zhì)的壓力越來越大。橡膠O形圈在這種高壓環(huán)境中的長期運行將導(dǎo)致O形圈變形，這是不可逆的。因此，應(yīng)針對不同的工作壓力選擇不同的材料，并應(yīng)選擇相對耐壓的橡膠材料。相應(yīng)地，為了應(yīng)對更高的工作壓力，耐壓材料密封環(huán)的硬化程度也會隨之提高。對于橡膠O形圈，變形意味著不能保證氣密性。雖然這似乎不是一個大問題，但它經(jīng)常導(dǎo)致液壓系統(tǒng)泄漏。在嚴(yán)重的情況下，甚至可能發(fā)生機器故障，導(dǎo)致財產(chǎn)甚至人員傷亡。我們?nèi)绾伪苊釵形圈變形？首先，橡膠密封圈的選擇要做好，其摩擦系數(shù)要低，潤滑要到位。其接觸面要光滑，無粗糙和污漬。在安裝過程中，要確保同軸安裝，偏心不得過大。同時，要保證密封系統(tǒng)的合理性，不能出現(xiàn)尺寸誤差過大的現(xiàn)象。
聚酰亞胺是同等耐溫等級高工程塑料，能在較高溫度下使用，具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，隔熱性，氧化穩(wěn)定性，耐化學(xué)藥品性以及良好的機械加工性能。一般來說，只要是耐高溫，耐化學(xué)藥品性領(lǐng)域，就可以用聚酰亞胺來替代傳統(tǒng)塑料。目前聚酰亞胺主要用于航天、航空、船舶、電子，精密機械和辦公機械領(lǐng)域。目前較為常見的聚酰亞胺成品材料是杜邦的Kapton系列薄膜，多用于電器領(lǐng)域。此外，GE的Ultem聚酰亞胺多用于做工程樹脂。聚酰亞胺薄膜還可以用作熱控制薄膜，作為人造衛(wèi)星的外側(cè)涂層，可以防止宇宙空間的電子束、放射線、紫外線等侵入機器的內(nèi)部。撓性印刷線路也是聚酰亞胺薄膜的一個較大的市場。此外，聚酰亞胺薄膜還可用作磁帶和電絕緣壓敏膠帶的片基等。聚酰亞胺特種工程塑料分類方法有很多種，本文章只討論作為工程塑料上應(yīng)用的聚酰亞胺，按照物理結(jié)構(gòu)特性，化學(xué)結(jié)構(gòu)特性兩個來分類說明。按照其物理特性可以分為結(jié)晶型和非晶型，大多數(shù)聚酰亞胺是非結(jié)晶型，只有很少結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺是結(jié)晶型和半結(jié)晶型。結(jié)晶型具有明顯的熔點，在熔點以上具有相對很低的熔體粘度和可加工性，是開發(fā)熱塑性聚酰亞胺時的結(jié)構(gòu)類型。非結(jié)晶型聚酰亞胺因為沒有熔點，玻璃化溫度（Tg）以上熔體粘度仍然較高，一般采用模塑成型。
聚酰亞胺薄膜在半導(dǎo)體和微電子工業(yè)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下方面：（1）粒子屏蔽膜：隨著集成電路的密度和芯片尺寸的增大，其抗輻射性能也越來越重要。高純度聚酰亞胺薄膜是一種有效的抗輻射防粒子屏蔽材料。組件外殼的還原膜防止了由于微量鈾和牡丹的釋放而引起的記憶誤差。當(dāng)然，聚酰亞胺包覆樹脂中的鈾含量也很低，256kDRAM的樹脂要求鈾含量低于0.1ppb。YimIDE可以防止芯片在后續(xù)封裝過程中開裂。（2）在微電子工業(yè)中，鈍化層和緩沖內(nèi)涂層聚酰亞胺被用作鈍化層和緩沖保護(hù)層，PI涂層能有效地阻止電子遷移和防止腐蝕，PI層對泄漏電流很小的部件起到保護(hù)作用，提高器件的機械性能，防止化學(xué)腐蝕，有效提高器件的耐濕性。PI膜具有緩沖作用，可有效減少熱應(yīng)力引起的電路故障，減少器件的損傷。聚酰亞胺涂層雖然能有效避免塑料封裝器件的開裂，但其效果與所用聚酰亞胺材料的性能密切相關(guān)。溫度高于焊接溫度，低吸水聚酰亞胺是防止器件開裂的理想內(nèi)涂層材料。（3）在多層布線技術(shù)中，聚酰亞胺（主要是PI膜）可以用作多層金屬互連結(jié)構(gòu)的介電材料，多層布線技術(shù)是開發(fā)和生產(chǎn)超大規(guī)模高密度高速集成電路的關(guān)鍵技術(shù)。芯片上的多層金屬互連可以降低器件間的互連密度，降低RC時間常數(shù)和芯片面積，大大提高集成電路的速度、集成度和可靠性。鋁互連工藝不同于常用的鋁基金屬互連和氧化物介質(zhì)絕緣工藝。它主要采用高性能聚酰亞胺薄膜材料作為絕緣層，銅或鋁作為互連線，采用銅化學(xué)機械拋光。聚酰亞胺材料的C常數(shù)、平坦度和良好的制圖性能。（4）光作為光電印制電路板（PCB）的重要基板，具有高帶寬、高密度、無電磁干擾（EMI）等優(yōu)點，正逐步取代電氣互連應(yīng)用于系統(tǒng)內(nèi)互連?；ミB技術(shù)是解決PCB板電氣互連瓶頸的有效方法，光電印制電路板（EOPCB）作為未來較有前途的PCB產(chǎn)品之一，從現(xiàn)有的電氣連接技術(shù)擴展到以下幾個方面：在已開發(fā)的PCB.氟化聚酰亞胺薄膜中加入一層導(dǎo)光層后的光透射場。聚酰亞胺的折射率可以通過調(diào)節(jié)共聚物的氟含量來調(diào)節(jié)。氟含量越高，含氟聚酰亞胺薄膜的折射率越小，折射率可以調(diào)節(jié)。目前，這種PI薄膜在歐洲、美國和日本已經(jīng)開發(fā)出來，其中一些已經(jīng)開始用于小批量生產(chǎn)光電印刷電路板。
芳香族聚酰亞胺薄膜用于電機電絕緣、磁線臆、航空和導(dǎo)彈配線的電絕緣用，以及平直柔軟電纜電絕緣用。由于芳香族聚酰亞胺具有固有的阻燃性，因此它也可用于飛機和海洋上阻火用材料。由于它們具有良好的耐輻射性，因此可用作原子能發(fā)電站上的閥座、密封瞻、熱絕緣材料。用芳香族聚酰亞胺生產(chǎn)的壓縮和注射模塑軸承可應(yīng)用于噴氣發(fā)動機、日用機械件和辦公設(shè)備上，有良好的耐高溫、耐化學(xué)藥品性和耐潤滑油性。模塑的芳香族聚酰亞胺制件，也可用于旋轉(zhuǎn)葉片或壓縮機中的活塞環(huán)、汽車中的非潤滑密封等。 芳香族聚酰亞胺泡沫可以應(yīng)用于宇航、航空和海洋設(shè)備上。這些具有固有阻燃性能的低密度泡沫(刊!于16．0185kg／m。)用于飛機上的隔音、隔熱設(shè)備、軍事裝置及遠(yuǎn)洋輪船上的隔音、隔熱設(shè)備。
1.科學(xué)分析儀器，如導(dǎo)熱系數(shù)（或保暖系數(shù)）測定儀供應(yīng)恒溫源，醫(yī)療儀器等，安穩(wěn)光電子元件工作溫度。2.在深冷環(huán)境中，使儀器設(shè)備抵達(dá)安全工作溫度。例如，人造衛(wèi)星，空間飛行器及飛機等儀器設(shè)備以及在高緯度地區(qū)運用的儀器、表面的防低溫，如卡式閱讀器，液晶顯示器LCD等儀器。3.真空加熱與烘烤領(lǐng)域。4.汽車后視鏡除霜片，天線或雷達(dá)的除雪、除霜加熱元件以及調(diào)速電阻片等。5.醫(yī)療保健及美容儀器工作。
聚酰亞胺因其在性能和合成方面的特點，不論是作為結(jié)構(gòu)材料或是作為功能性材料，其巨大的應(yīng)用前景已經(jīng)得到充分的認(rèn)識，被稱為是"解決問題的能手"，并認(rèn)為"沒有聚酰亞胺就不會有今天的微電子技術(shù)"。由此可見，聚酰亞胺在技術(shù)和商業(yè)上有著重要的意義。隨著IT業(yè)，平板顯示業(yè)，光伏業(yè)等的興起及蓬勃發(fā)展，帶動相關(guān)配套材料的發(fā)展及市場需求的增長。電子工程用（電子級）聚酰亞胺薄膜作為音質(zhì)電路板，集成電路，平板顯示器，太陽電池，電子標(biāo)簽等的材料，在上述電子產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域中起到良好的作用。聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)與其他膜一樣，取決于原材料的質(zhì)量、工藝、操作技術(shù)、工藝條件、工藝設(shè)備（生產(chǎn)線）和生產(chǎn)環(huán)境的綜合保證，不同之處在于它有不同的生產(chǎn)方式和后期工藝。SHIN和樹脂合成與薄膜生產(chǎn)、薄膜生產(chǎn)同時進(jìn)行，還處理物理加工與化學(xué)反應(yīng)的同步關(guān)系。
聚酰亞胺特種工程塑料分類辦法有許多種，本文章只評論作為工程塑料上使用的聚酰亞胺，僅依照物理結(jié)構(gòu)特性，化學(xué)結(jié)構(gòu)特性兩個來分類闡明。依照其物理特性能夠分為結(jié)晶型和非晶型，大多數(shù)聚酰亞胺對錯結(jié)晶型，只要很少結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺是結(jié)晶型和半結(jié)晶型。結(jié)晶型具有顯著的熔點，在熔點以上具有相對低的熔體粘度和可加工性，是開發(fā)熱塑性聚酰亞胺時的結(jié)構(gòu)類型。非結(jié)晶型聚酰亞胺由于沒有熔點，玻璃化溫度（Tg）以上熔體粘度依然較高，一般選用模塑成型。不僅僅是要習(xí)慣靜電的環(huán)境，要可以運用在工業(yè)上的膠帶有必要還要有很強的絕緣性，這是第一個要求。而聚酰亞胺膠帶也就有很好的絕緣性，這也是它習(xí)慣在這上面運用的終究原因，還有一點，就是有必要要有強的結(jié)實性，習(xí)慣于這上面的膠帶，一般也都是電子產(chǎn)品，而電子產(chǎn)品也就有必要確保它的運用功能。
