Industrijska analiza poliimidnega filma

Pregled poliimidnega filma (PI film)

Poliimid (PI) je polimer, ki vsebuje imidno strukturo v svoji molekularni hrbtenici. Pripada veliki družini visokozmogljivih polimerov, pri čemer ima večina visokozmogljivih PI materialov aromatične in heterociklične strukture kot njihove glavne komponente hrbtenice. PI ima najvišjo oceno zaostalega plamena (UL -94) in ima odlično električno izolacijo, mehanske lastnosti, kemijsko stabilnost, odpornost na staranje in odpornost na sevanje. Ima dielektrično konstanto 4. 0 pri 1 0 3 Hz in dielektrična izguba tako nizka kot 0. 004–0.007, zaradi česar je razred F do H in izolacijski material. Te lastnosti ostajajo stabilne v širokem temperaturnem območju (-269 do 400 stopinj), pri čemer si zaslužijo sloves "ena najbolj obetavne inženirske plastike 21. stoletja" in "reševalca problemov." Pogosto se govori, da "brez poliimida sodobna mikroelektronika ne bi obstajala", saj materiali PI sedijo na vrhuncu hierarhije polimernih materialov.

Poliimidni film (PI film)

PI Film ponuja izjemne mehanske lastnosti, dielektrične lastnosti, kemično stabilnost in izjemno odpornost na sevanje, korozijo in ekstremne temperature. Velja za enega najbolj uspešnih naprednih inženirskih polimernih materialov po vsem svetu in ga pogosto imenujejo "zlati film". Poleg ogljikovih vlaken in aramidnih vlaken je PI film eden od treh ključnih polimernih materialov, ki znatno vplivajo na razvoj visokotehnoloških industrij na Kitajskem.

 

Proces proizvodnje poliimidnega filma (PI film)

Preden se ukvarjamo z imidizacijo, je treba PI film najprej oblikovati v membrano z različnimi metodami, vključno z vlivanjem, raztezanjem kastinga (dvoročno raztezanje), impregnacijo (aluminijasto prevleko s folijo), razprševanjem, ekstruzijo in odlaganjem. Izbira metode obdelave močno vpliva na lastnosti filma in učinkovitost produkcije. Med temi metodami se najpogosteje uporabljata vlivanje in raztezanje vlivanja. Slednji je prednostni za produkcijo visokozmogljivih PI filmov. Na Kitajskem sta dobro razviti tako metodi litin in impregnacije, čeprav se metoda impregnacije postopoma ukine zaradi svojih manjvrednih izolacijskih lastnosti. Naprednejše tehnike, kot so brizganje, ekstruzija in odlaganje, so od leta 2016 ostale pretežno pod japonskim nadzorom.

Trenutno obstajata dve glavni metodi imidizacije: toplotna imidizacija in kemična imidizacija.

 

Toplotna imidizacijavključuje ogrevanje poliamične kisline na določeno temperaturo, kar povzroča dehidracijo in ciklizacijo.

 

Kemična imidizacijaVključuje dodajanje dehidracijskega sredstva in katalizatorja poliamični kislini pri temperaturah spodaj -5, hitro mešanje in nato ogrevanje za spodbujanje dehidracije in ciklizacije.

 

V primerjavi s kemično imidizacijo je toplotna metoda preprostejša glede na proces in opremo, vendar ustvarja filme z nižjimi fizikalnimi in kemičnimi lastnostmi, zaradi česar je neprimerna za elektronske filme PI. Pred letom 2014 se je večina kitajskih proizvajalcev opirala na toplotno imidizacijo, medtem ko so skoraj vsi glavni proizvajalci filmov PI v razvitih državah prešli na kemično imidizacijo. Na novo zgrajena 180-} pi filmske produkcijske linije Times New Materials je bil med prvimi na Kitajskem, ki je sprejel postopek kemične imidizacije, kar je omogočilo produkcijo visokozmogljivih PI filmov za železniške prometne aplikacije.

 

Uporaba poliimidnega filma (PI film)

1) Razširitev trga za elektronski film PI film, ki ga poganjajo prilagodljivi tiskani vezji (FPC)

Fleksibilen bakreni laminat (FCCL) je kritični osnovni material za proizvodnjo fleksibilnih tiskanih vezjih (FPCS). Globalni trg FCCL se je povečal z 2,64 milijarde dolarjev v letu 2014 na 4,48 milijarde dolarjev v letu 2019. Ker se je primarno surovino za FCCL, elektronsko povpraševanje po filmu PI povečalo, tako da je leta 2019 doseglo 14.877,5 ton po vsem svetu, s 4, 869 ton na Kitajskem.

Od leta 2014 do 2020 se je na Kitajskem trg FPC povečal z 29,07 milijarde CNY na 52,6 milijarde CNY, z 10,4%letne stopnje rasti (CAGR). Nastajajoči elektronski izdelki še naprej spodbujajo povpraševanje po FPC, na trgu pa naj bi leta 2021 dosegel 54,44 milijarde CNY, kar bo še povečalo povpraševanje po elektronskem filmu PI.

 

2) Rastoči trg za filmski film v vesoljskem vesolju in prilagodljivi prikazi

V vesoljskem sektorju se PI film zaradi odlične vremenske in sevalne odpornosti uporablja kot zaščitni material za rakete. Globalni komercialni vesoljski trg je v letu 2019 presegel 800 milijard CNY, CAGR pa 22,1%. Ker stroški surovin predstavljajo približno 35% celotnih stroškov ene same raketne izstrelitve, bo proizvodnja domačega materiala znatno zmanjšala stroške proizvodnje, kar bo spodbudilo rast filma PI v posebnem razredu.

 

V prilagodljivem zaslonskem sektorju je film brezbarven PI (CPI) najprimernejši pokrov za zložljive zaslone pametnih telefonov. Ko prilagodljivi zasloni postanejo bolj komercializirani, se kot nov obrazni faktor pojavljajo zložljivi pametni telefoni. Do leta 2024 naj bi globalne zložljive pošiljke pametnih telefonov dosegle 45,3 milijona enot, Kitajska pa bo predstavljala 13,2 milijona enot. Kot temeljna sestavina zložljivih zaslonov bo film CPI še naprej spodbujal povpraševanje po PI filmu iz posebnega razreda.

 

3) Naraščajoče povpraševanje po filmu o termičnem upravljanju v potrošniški elektroniki

Termični grafitni film, derivat toplotnega filma PI, se pogosto uporablja v LED substratih, elektronskih komponentah in drugih aplikacijah za odvajanje toplote. Domači trg materialov termičnega vmesnika je v letu 2014 narasel s 660 milijonov CNY na 1,27 milijarde CNY leta 2020, CAGR pa 9,9%. Pričakuje se, da bo razvoj 5G tehnologije še povečal povpraševanje po filmu o toplotni stopnji PI.

 

4) Razširitev trga za električni film PI film v vetrni energiji in železnici z visoko hitro

Električni PI film se uporablja predvsem v visokokakovostni izolacijski sistemi za spremenljive frekvenčne motorje in generatorje, ki so bistvenega pomena za vetrno moč in železniške aplikacije za visoke hitrosti.

 

Vetrna moč: Konec leta 2020 je kitajska zmogljivost vetrne energije dosegla 282 GW, ki je zrasla za 34,3% v primerjavi z letom, kar predstavlja 36% svetovnega števila. S pritiskom na obnovljivo energijo se bo domača proizvodnja materialov za vetrno energijo, vključno z električnim filmom PI, še naprej širila.

Železnica za visoke hitrosti: Kitajska ima največje železniško omrežje za visoke hitrosti, ki predstavlja več kot 60% svetovnega števila.

 

Analiza industrijske verige poliimida (PI Film)

1) navzgor

Surovine vključujejo dianhidrid PMDA, Diamine ODA in druge osnovne spojine. Nekateri posebni monomeri PI so bili lokalizirani na Kitajskem. PI filmske surovine so sestavljene iz PI monomerov in raztopin za smolo. Ključni PI monomeri vključujejo dianhidrid in diaminske monomere.

2) srednji tok

PI Film je zelo vsestranski material z aplikacijami v številnih panogah. Primarni obrazci izdelka PI vključujejo filme, pene, vlakna, fotosenzibilne PI in kompozite na osnovi PI, pri čemer PI film predstavlja več kot 70% celotnega trga. PI filmska produkcija vključuje polimerizacijo smole, vlivanje, raztezanje, imidizacijo in naknadno obdelavo.

Skupne vrste in aplikacije filmov::

Film termičnega nadzora.: Predhodnik grafitnega filma z visoko toplotno prevodnostjo.

Elektronski PI film: Uporablja se za elektronske podlage in tiskano elektroniko.

Električni PI film: Uporablja se v aplikacijah, odpornih na korono in izolaciji razreda C.

Aerospace pi film: Uporablja se v poliimidni kompozitni aluminijasti foliji (MAM).

 

3) navzdol

Skupni substrati za FCCL vključujejo PI film, poliester (PET), polietilen naftalat (pero) in tekoči kristalni polimer (LCP).

FPC -ji, znani tudi kot prilagodljivi PCB, uporabljajo PI ali PET filme kot osnovne materiale. V primerjavi s togimi PCB-ji FPC ponujajo večjo učinkovitost proizvodnje, večjo gostoto ožičenja, lažjo težo, tanjši profili in prilagodljivost za tridimenzionalno ožičenje, zaradi česar so idealni za vesoljsko, vojaško, mobilno komunikacijo, prenosnike, računalnike, digitalne kamere in drugo elektroniko.

 

Industrijske ovire za poliimidni film (PI film)

Visoka prilagoditev opreme in dolgi čas svinca: Ključna oprema je nabavljena predvsem iz tujine, s cikli javnih naročil 18–24 mesecev.

Kompleksen proizvodni postopek in visoka prilagoditev: PI filmska produkcija, zlasti imidizacija, je tehnično zahtevna.