高性能聚酰亞胺薄膜在很寬的溫度范圍內(nèi)(-269~400℃)內(nèi)具有穩(wěn)定而優(yōu)異的物理、化學、電學和力學性能,是其它塑料薄膜如尼龍薄膜、聚酯薄膜、聚丙烯薄膜和聚乙烯薄膜等無法比擬的,在當今許多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),尤其是微電子、電氣絕緣、航空航天等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。高性能聚酰亞胺薄膜與碳纖維和芳綸纖維一起,被認為是目前制約我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大瓶頸性關(guān)鍵高分子材料,不但具有巨大的商業(yè)價值,更具有深遠的社會意義和重要的戰(zhàn)略意義。
聚酰亞胺薄膜是電力電器的關(guān)鍵性絕緣材料,廣泛應(yīng)用于輸配電設(shè)備、風力發(fā)電設(shè)備、變頻電機、高速牽引電機及高壓變壓器等的制造。例如,我國目前正在發(fā)展的300km/h高速軌道交通系統(tǒng)必須采用耐高溫的聚酰亞胺薄膜作為主絕緣材料;風力發(fā)電設(shè)備的整流器、變頻器和變壓器等都需要采用聚酰亞胺絕緣薄膜;另外,耐電暈聚酰亞胺薄膜一直是變頻調(diào)速節(jié)能電機的關(guān)鍵絕緣材料。
上世紀90年代以來,高性能聚酰亞胺薄膜材料又成為微電子制造與封裝的關(guān)鍵性材料,廣泛應(yīng)用于超大規(guī)模集成電路的制造、TAB載帶、柔性封裝基板、柔性連接帶線等方面。例如,聚酰亞胺薄膜柔性封裝基板正在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬銅引線框架直接附載IC芯片而成為筆記本電腦、手機、照相機、攝像機等微薄小型化電子產(chǎn)品的主流封裝技術(shù);聚酰亞胺薄膜TAB載帶則成為微電子產(chǎn)品卷對卷(RolltoRoll)生產(chǎn)線的支撐技術(shù)。
我國在聚酰亞胺薄膜產(chǎn)業(yè)化方面起步并不晚,早在上世紀70年代就由原一機部組織開展了聚酰亞胺薄膜制造技術(shù)的研究。但由于種種原因,我國高性能聚酰亞胺薄膜的制造技術(shù)一直處于低水平徘徊的狀態(tài)。上世紀90年代后期,伴隨著超大規(guī)模集成電路制造與封裝產(chǎn)業(yè)和特種電力電器行業(yè)等的高速發(fā)展,高性能聚酰亞胺薄膜材料的匱乏,成為嚴重制約我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
面對我國聚酰亞胺薄膜急需解決的科學和技術(shù)難題,中國科學院化學研究所自2003年起在國家發(fā)改委“國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目”的支持下,與深圳瑞華泰薄膜科技有限公司合作,開始致力于高性能聚酰亞胺薄膜制造技術(shù)的研究。通過近八年的努力,攻克了從關(guān)鍵樹脂制備到連續(xù)雙向拉伸聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)的穩(wěn)定工藝等技術(shù)關(guān)鍵,掌握了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能聚酰亞胺薄膜制造技術(shù)。
在此基礎(chǔ)上,于2010年建成中國規(guī)模最大的高性能聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)基地,第一期項目建設(shè)共計投入118億元人民幣,完成3條1200mm幅寬雙向拉伸工藝技術(shù)的高性能聚酰亞胺薄膜連續(xù)化生產(chǎn)線的建設(shè),滿負荷年生產(chǎn)能力達到350t.該生產(chǎn)基地的建成投產(chǎn),打破了國外廠家在聚酰亞胺薄膜材料領(lǐng)域的壟斷,加快了我國航空航天、太陽能等高端材料應(yīng)用的國產(chǎn)化進程,為電子、電氣等應(yīng)用市場減低成本、提高競爭力具有巨大的推動作用,標志著我國在高性能聚酰亞胺薄膜材料的制造技術(shù)方面躋身于國際先進水平行列。
在此基礎(chǔ)上,針對國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求,中國科學院化學研究所開展了高性能聚酰亞胺薄膜的系列化與功能化研究,在柔性有機薄膜太陽能電池和新一代柔性LCD和OLED顯示器用高透明聚酰亞胺薄膜、微/光電子封裝用低熱膨脹性聚酰亞胺薄膜、節(jié)能變頻電機用耐電暈聚酰亞胺薄膜、以及空間用聚酰亞胺薄膜等實驗室制備技術(shù)方面都取得了重要進展。
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