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探索特种新材料——聚酰亚胺薄膜的国产化破茧之路

文章来源：贤集网更新时间：2024-07-08 15:45:05

在材料科学的浩瀚星空中，聚酰亚胺薄膜宛如一颗璀璨的明星，以其独特而卓越的性能，在现代工业与科研领域中绽放出耀眼光芒。

探秘聚酰亚胺薄膜

聚酰亚胺薄膜，这种看似普通的材料，却拥有着令人惊叹的特性。它的密度仅为钢丝的六分之一，而强度却是同直径钢丝的七倍，既能在高达260~360℃的高温环境中稳定使用，又能轻松适应外太空-100℃以下的极寒温度。这些独特属性使其成为了众多高新技术领域的宠儿。

聚酰亚胺是一种由酰胺基团（-CO-NH-）连接而成的聚合物，其分子结构赋予了它一系列优异的性能。首先，极高的耐热性是聚酰亚胺的显著特点之一，可在高温下长时间保持性能稳定，故能广泛应用于高温环境下的各种部件和材料制作。其次，它具备出色的耐化学腐蚀性，能够抵御多种酸、碱和有机溶剂的侵蚀，在复杂的化学环境中依旧能维持稳定的性能。再者，聚酰亚胺还拥有卓越的机械性能，如高强度、高韧性以及良好的耐磨性等，这使其成为理想的工程材料之选。此外，其电气性能也相当出色，具有优异的绝缘性和低介电常数，在电子电器领域得到了广泛应用。

聚酰亚胺薄膜的广泛应用

聚酰亚胺薄膜凭借其卓越的性能，在多个行业中都发挥着至关重要的作用。

在航空航天领域，它被用于制造发动机部件、隔热材料以及电缆等关键组件，以满足高温、高压和强腐蚀等极端环境下的苛刻使用要求。例如，在航天器的结构中，聚酰亚胺薄膜可作为轻质且耐高温的绝缘材料，保障电子设备的正常运行；在飞机发动机内部，其能够承受高温燃气的冲击，确保发动机的可靠性和安全性。

电子电器领域同样离不开聚酰亚胺薄膜的身影。它被大量应用于制造绝缘材料、电路板以及电容器等电子元件，有助于提高电子设备的性能和稳定性。例如，在智能手机、平板电脑等电子产品中，聚酰亚胺薄膜可用于制作柔性电路板，实现设备的轻薄化和高性能化；在电脑芯片的封装中，其优异的绝缘性能能够有效保护芯片免受外界干扰。

覆铜板领域也是聚酰亚胺薄膜的重要应用方向之一。作为印制电路板的核心材料，聚酰亚胺覆铜板具有良好的耐热性、介电性能和机械强度，能够满足高端电子产品对电路板的高要求。

此外，在柔性显示领域，聚酰亚胺薄膜的特性使其成为制造柔性显示屏的理想材料。它可以为显示屏提供良好的柔韧性、耐热性和绝缘性，推动了显示技术的不断创新和发展。同时，在绝缘材料等其他领域，聚酰亚胺薄膜也有着广泛的应用，为各种设备和系统提供可靠的绝缘保护。

金禧的国产化突破的艰辛历程

然而，在过去，我国聚酰亚胺薄膜产业面临着严峻的挑战。国外企业长期在技术上占据领先地位，从美国杜邦公司1968年申请第一个聚酰亚胺纤维的专利，到20世纪80年代中期奥地利赢创推出世界上最早的商业化聚酰亚胺纤维P84，他们积累了深厚的技术优势。特别是奥地利赢创，在中国市场深耕多年，拥有数十年的品牌优势，这导致国内用户对国产聚酰亚胺纤维的认知度相对较低。再加上欧元贬值等因素，国外产品进口价格大幅下降，进一步挤压了国内产品的市场空间。

面对如此困境，我国的科研人员和企业并没有气馁，而是奋起直追，致力于打破国外的技术封锁，实现聚酰亚胺薄膜的国产化突破。

深圳市金禧特种新材料科技有限公司就是其中的杰出代表。这家成立于2023年2月的宝安企业，坐落于深圳市宝安区，专注于聚酰亚胺纤维等相关高分子材料的研究、开发及生产。

为了攻克技术难题，金禧特种新材料公司前期集合了众多国内外专业领域的知名高校及专家学者，组建了强大的科研团队。他们历时十余年，投入了大量的人力、物力和财力，经过无数次的实验和尝试，终于采用湿法-两步法一体化连续纺丝工艺，成功生产出具有国际领先水平的高性能聚酰亚胺纤维。这一技术突破不仅打破了国内聚酰亚胺纤维产业化的困局，助力解决了“卡脖子”问题，还为我国聚酰亚胺薄膜产业的发展注入了强大动力。

该公司研发的高强高模型聚酰亚胺纤维具有高强高模、高韧性、耐高低温、阻燃自熄、耐腐蚀、耐辐照、低介电、低吸水、质轻等优异性能，广泛应用于航空航天、安全防护、光纤光缆、交通运输、电子通讯、军工、增强材料等众多领域。耐高温型聚酰亚胺纤维则具备耐高温、阻燃隔热、韧性高、耐腐蚀、耐辐照、低介电、低吸水性、低密轻质、生物相容性等特性，在光纤光缆及各行业的高温保护防护系列产品中发挥着重要作用。此外，聚酰亚胺短纤维凭借其耐高低温、阻燃自熄隔热等特性，以及优异的机械性能、耐腐蚀性和耐候性，也在冶金矿山核电等领域的环境保护、特种防护、复合材料等方面得到了广泛应用。

特别值得一提的是，金禧特种新材料公司还攻克了聚酰亚胺原液染色的难题，开发出了一系列聚酰亚胺有色纤维，进一步拓展了聚酰亚胺纤维的应用领域。

目前，该公司已经实现了一期100吨/年的量产，拥有完全自主知识产权，具备同行业最标准洁净的生产车间，其技术成熟、工艺先进、设备可靠、运行平稳。所生产的高强高模型及耐高温型聚酰亚胺长丝纤维性能优异，品质稳定，核心指标达到或部分超越国际领先水平。

在2024年6月27日举办的新产品发布会上，金禧特种新材料公司吸引了中国纺织工程学会、北京普诺泰新材料科技有限公司领导以及国内航空航天院所、军科院等专家到现场共同见证这一重要时刻。在同期深圳国际会展中心举行的国际新材料展会上，该公司携一众新产品、新技术首次与观众见面，全面展示了其在新材料领域的破局成果。

国产化的成功案例与展望

除了金禧特种新材料公司，国内还有其他企业也在聚酰亚胺薄膜国产化的道路上取得了显著成就。

中车时代新材料科技股份有限公司就是其中的佼佼者。该公司的聚酰亚胺薄膜生产线于2017年底建成，是国内首条实现批量制造的化学亚胺法制膜生产线。其产品品质达到了美国、日本同类产品水平，成功替代了进口产品。三星公司全新Galaxy S10系列旗舰手机所使用的高性能聚酰亚胺薄膜，就有70%来自中车时代新材的生产线。

此外，山东欧亚高分子材料有限公司也在积极推动聚酰亚胺产业的发展。其年产45000吨聚酰亚胺高分子单体材料项目，致力于打造全球聚酰亚胺原材料产能最大、品类最全、产业链延伸最长的生产研发基地。该项目的产品广泛应用于航空航天、电子、机械等领域，部分高端PI膜可实现50%的进口替代，有望打破我国高端PI膜对进口的依赖。

随着国内化学亚胺法生产线的逐渐落地和完善，我国聚酰亚胺薄膜产业的国产化进程不断加快。电子级以下PI薄膜已实现国产自给自足，而电子级及以上PI薄膜市场也正在逐步被国内厂商瓜分。

展望未来，聚酰亚胺薄膜的应用领域将进一步拓展。在新能源领域，它有望用于制造高性能的燃料电池隔膜和电解质材料，推动新能源技术的发展；在环保领域，可制造高效的过滤材料和吸附材料，助力环境保护；在生物医疗领域，可用于制造生物相容性好的医疗器械和人工器官等，为医疗技术的进步贡献力量。

同时，材料科学的不断发展和新技术的持续涌现，也将为聚酰亚胺薄膜性能的进一步提升提供有力支持。通过改变其分子结构和合成方法，可以进一步提高聚酰亚胺薄膜的耐热性、耐化学腐蚀性和机械性能等。此外，将聚酰亚胺薄膜与其他材料进行复合和改性，还能开发出具有更多功能的新型材料，满足不同领域日益增长的多样化需求。

在国产化的道路上，我国的科研人员和企业将继续努力，不断创新，推动聚酰亚胺薄膜产业的蓬勃发展。相信在不久的将来，我国的聚酰亚胺薄膜不仅能够在国内市场占据主导地位，还将在国际市场上展现出强大的竞争力，为我国高新技术产业的发展提供坚实的材料支撑，创造更加辉煌的成就。

原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_551688.html
来源：贤集网
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