PI 膜的基本性能和重要性。聚酰亞胺(Polyimide)是指由二胺和二酐經一系列反應制得的主鏈上含有酰亞胺環(—CO—NH—CO—)的一類高分子聚合物,主要包括脂肪族聚酰亞胺和芳香族聚酰亞胺,現在應用比較廣泛的是芳香族聚酰亞胺。聚酰亞胺薄膜(Polyimidefilm)在聚酰亞胺的各種應用形式中,最先被商業化。聚酰亞胺薄膜具有最高的 UL-94 阻燃等級,良好的電氣絕緣性能、機械性能、化學穩定性、耐老化性能、抗輻射性能、低介電損耗,且這些性能在很寬的溫度范圍(-269~400℃)內都不會有顯著變化,其按用途可分為絕緣和耐熱為目的的電工級應用、附有撓性等要求的電子級應用、國防軍工及航空航天應用、柔性顯示光電應用、環保消防應用等。由于其價格高昂,技術壁壘高,性能優異,聚酰亞胺薄膜又被稱為“黃金薄膜”。聚酰亞胺薄膜與碳纖維、芳綸纖維一起,被認為是制約我國發展高技術產業的三大瓶頸性關鍵高分子材料。
PI 薄膜的應用市場和種類。PI 薄膜主要應用于電工、電子、軌交、航空航天等領域,從技術的角度看,PI 薄膜的種類較多,常見的有四種:黑色 PI 膜、棕黃色 PI 膜、透明 PI 膜和耐電暈 PI 膜,其中后三種主要以化學亞胺法制備,也是高端市場主要的應用品種。棕黃色的 PI 薄膜在可見光下(波長 400~700nm)透光率低,對 500nm 處透光率小于 40%,400nm 附近時被 100%吸收,因此限制了其在光電封裝材料、光伏材料、光波導材料以及液晶顯示器領域的應用。而透明 PI 薄膜光學性能好、介電常數低、熱穩定性好以及力學性能優異,應用范圍比棕黃色 PI 膜更廣,透明型 PI 薄膜主要有含氟芳香型和脂環族兩大類,其中脂環族 PI 薄膜由于部分剛性分子鏈段被柔性脂環族分子鏈取代,在一定程度上犧牲了材料的耐熱性與力學性能;而含氟芳香族 PI 薄膜,利用氟原子較大的電負性可以很好的抑制分子內電子轉移絡合物(CTC)的產生,顯著降低 PI 分子結構中電荷的轉移作用,同時可增加 PI 分子間及分子內的自由體積,進而降低材料的介電常數與介電損耗,提升材料在遠紫外和近紅外區光的透過性,不過氟元素的引入會帶來薄膜機械強度降低、熱穩定性下降、黏接性變差、與其他基體的親和性下降等問題。此外,耐電暈功能的 PI 薄膜高頻脈沖波在其傳輸過程中很容易產生高頻過電壓,一旦電機絕緣中的氣隙在高電壓下起暈放電,會大大降低絕緣材料的壽命,因此具有耐電暈功能的 PI 薄膜才能滿足市場需求。
新增柔性 AMOLED 產線快速催生 PI 膜需求。PI 膜的需求主要來自柔性AMOLED 產線。目前柔性 AMOLED 的產能主要來自三星、LGD 和京東方各有一條產線,而近幾年全球主要新增柔性 AMOLED 產能來自大陸:京東方、華星光電、深天馬、維信諾等主要面板廠商未來均有投產計劃;僅以 6 代柔性 OLED面板產線數量來看,中國大陸面板廠商已建和在建的產線加起來總共有 10 條,如果加上深圳柔宇的類 6 代線,一起為 11 條;這些 6 代柔性 OLED 面板產線總共加起來的投資近 4000 億人民幣,月產能為 38.7 萬張,約 108 萬平方米,以4 萬元/平方米的價格,良率 60%的積極量產水平折算,總營收約 260 億/月。