新闻中心

聚酰亚胺材料家族:PI泡沫、PI纤维、PI复合材料

近年来,全球聚酰亚胺产品市场不断发展,以中国为代表的发展中国家聚酰亚胺产品种类不断在增多,技术工艺水平不断成熟,下游应用领域得到不断拓展。
 
据中国高新材料协会数据,2018-2021年,随着聚酰亚胺产品性能和应用技术不断提升,市场需求量会继续保持增长态势。2018年全球聚酰亚胺市场需求量约为16.9万吨,到2021年或将达到20.9万吨。

 
 
聚酰亚胺可应用于多种领域,也分为多种材料。今日,势银膜链就带您了解一下聚酰亚胺中PI泡沫塑料、PI纤维、PI复合材料和光敏性聚酰亚胺(PSPI) 。
 
 
聚酰亚胺泡沫塑料
 
 
聚酰亚胺泡沫材料属于先进功能材料,PI泡沫按结构特点可分为主链型和侧链型;按树脂种类可分为热塑性和热固性PI泡沫塑料;按硬度可分为软质、半硬质和硬质PI泡沫塑料;按泡孔结构可分为全开孔、全闭孔、同时含开孔闭孔的PI泡沫塑料;按密度可分为低发泡、中发泡和高发泡PI泡沫塑料。
 
国外于上世纪60年代开始进行聚酰亚胺泡沫的开发,70年代聚酰亚胺泡沫被正式用于飞机上。美国海军已把PI泡沫用作所有水面舰艇和潜艇的隔热隔声材料,INSPEC公司生产的SOLIMIDE泡沫已被超过15个国家制定用于海军船舶的隔热隔声体系。
 
目前,全球知名的聚酰亚胺泡沫生产企业有Inspec Foam公司、Monsanto公司、陶氏、杜邦等。
 
21世纪以来,我国参与聚酰亚胺泡沫研究的单位数量明显增长,行业技术取得了重大突破,自贡中天胜化工新材料科技有限公司、上海康达化工新材料集团股份有限公司、青岛海洋新材料科技有限公司、常州天晟新材料股份有限公司先后实现了规模化生产,推动我国聚酰亚胺泡沫行业逐渐由导入期步入成长期。国内的聚酰亚胺泡沫研究起步较早,有着相对坚实的研究基础。
 
目前国内的聚酰亚胺泡沫的主要生产企业有青岛海洋、康达新材和天晟新材、自贡中天胜、青岛海洋新材料等。其中中科院宁波材料所已搭建了聚酰亚胺微发泡粒子中试设备;青岛海洋与康达新材聚酰亚胺产品通过了军方测试。
 
聚酰亚胺纤维
 
 
聚酰亚胺纤维是一种重要的高性能纤维。其耐高温聚酰亚胺纤维是目前使用温度最高的有机合成纤维之一,可以在250~350℃使用,在耐光性、吸水性、耐热性等方面与芳纶和聚苯硫醚纤维相比都更为优越,高性能聚酰亚胺纤维的强度比芳纶高出约1倍,是目前力学性能最好的有机合成纤维之一。
 
随着高新技术领域的不断发展,对PI制品理化性能的要求也越来越高,传统PI材料在力学、热学及光、电、磁等方面的性能已经不能满足现代科技领域对材料的特殊要求。PI高性能纤维以其优越的力学性能、耐热稳定性、耐辐照等特性将成为下一代高性能纤维的典型代表。
 
目前国内从事PI纤维产业的主要有江苏奥神新材、长春高琦、科聚新材、江苏先诺四家公司。其中长春高琦已成为我国聚酰亚胺研究、开发、生产的重要基地;江苏先诺一款具有完全自主知识产权的高性能有机纤维于2016年通过了科技成果鉴定,同时于2020年牵头完成了《高强高模聚酰亚胺长丝》国家标准的制定。
 
聚酰亚胺基复合材料
 
 
聚酰亚胺树脂基复合材料具备聚酰亚胺高耐热性、优异的力学性能、介电性能、耐溶剂性能等特点,是目前使用温度最高的树脂基复合材料。
 
经过近40年的发展,聚酰亚胺耐高温树脂基复合材料已经发展出了四代复合材料,使用温度不断得到提升,目前最先进的第四代聚酰亚胺树脂基复合材料能够在450℃下长时间使用。
 
我国聚酰亚胺复合材料目前仅有第一代聚酰亚胺复合材料小批量应用于发动机外涵道,远未形成完整的材料与工艺技术体系。
 
目前国内从事PI复合材料的主要为中航工业复合材料。
 
 
光敏性聚酰亚胺(PSPI)
 
 
光敏聚酰亚胺(PSPI)是一类在高分子链上兼有亚胺环以及光敏基因,集优异的热稳定性、良好的机械性能、化学和感光性能的有机材料。
 
光敏聚酰亚胺在电子领域主要有光刻胶及电子封装两大作用,在光敏聚酰亚胺中添加上增感剂、稳定剂等就可以得到“聚酰亚胺光刻胶”。与传统光刻胶相比,由于聚酰亚胺本身有着很好的介电性能,因此在使用时无需涂覆起工作介质作用的光阻隔剂,可以大大缩短工序,提高生产效率。
 
光敏性聚酰亚胺(PSPI)的生产技术主要由美国及日本企业所掌控,其中日本东丽是全球中正性PSPI产品市场化最成功的企业之一,其正性产品被应用在微电子封装、光电子封装等多个领域。
 
受限于生产技术落后,我国聚酰亚胺产业仍旧以薄膜等低端产品稳住,光敏聚酰亚胺产量较少,市场需求依赖进口。在《中国制造2025》政策支持下,我国工业、机械、电子等领域皆进入国产替代阶段,国内企业对于PSPI不断深入,部分企业已经掌握生产技术。
 
当前,布局PSPI研发、生产的本土企业有瑞华泰、明士新材料、国风塑业、鼎龙科技等,未来该领域国产替代空间较大。