聚酰亚胺薄膜在航空航天领域的应用
聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。各国都将聚酰亚胺作为最有希望的工程塑料之一进行研究、开发及利用。
中国对聚酰亚胺的研究主要聚焦薄膜和纤维领域，企业研发力量相对薄弱。已经产业化的生产方法包括溶液缩聚法、界面缩聚法、熔融缩聚法和气相沉积法。
PI薄膜在航空中可应用范围：
聚酰亚胺薄膜因其优异的电气绝缘性能，被广泛用于飞机的电线和电缆的绝缘层，确保飞机在高温和极端环境下的电气系统安全。
聚酰亚胺薄膜在复合材料的制备中也发挥了关键作用。例如，在热压罐成型过程中，聚酰亚胺薄膜被用作真空袋材料，因为它可以承受高达420℃的高温。这种应用确保了复合材料的正确成型和性能。
聚酰亚胺薄膜的部分变种被用于飞机的外壳和结构部件，提供了额外的结构强度和耐热性能，有助于减轻飞机的整体重量。
这些应用显示了聚酰亚胺薄膜在航空航天领域中的重要性，尤其是在需要高耐热性和化学稳定性的关键部位。
【第一步】聚合
聚合合成工艺对于透明聚酰亚胺薄膜的性能，厚度，使用领域等具有较大影响。二步法是目前合成聚酰亚胺最普遍采用的方法，包括由二酐和二胺在极性溶剂中低温缩聚得到前体聚酰胺酸及脱水环化得到聚酰亚胺两步。
【第二步】流延成膜 在合成聚酰胺酸溶液后，具有一定黏性的聚酰胺酸通过特定的成型方法成为均匀、特定厚度的薄膜。 【第三步】干燥 加入一定的干燥脱溶剂将聚酰胺酸液态转为固态。 【第四步】制膜成型 聚酰亚胺薄膜在亚胺化之前需要制膜成型，成型方法主要有流延法、流延拉伸法、浸渍法、喷涂法、挤出法和沉积法等。成型工艺对于薄膜的性能和生产方式影响极大，目前较为常用的方法为流延法和流延拉伸法，相比于流延法，流延拉伸法常用于制备高性能的聚酰亚胺薄膜。 【第五步】亚胺化 目前亚胺化主要有两种方法，即热亚胺化法和化学亚胺化法。热亚胺化法是将聚酰胺酸加热到一定温度，使之脱水环化；而化学亚胺化法需要采用脱水剂和催化剂，向温度保持在-5℃以下的聚酰胺酸溶液中加入一定量的脱水剂和触媒，快速混合后加热到一定温度使其脱水环化。热亚胺化法的工艺过程与装备较化学亚胺化法简单，但制得的薄膜物化性能较化学亚胺化法存在不足，无法生产满足电子级及以上的PI薄膜。目前我国绝大部分生产厂家均采用热亚胺化法，但发达国家几乎所有的聚酰亚胺薄膜生产商都已经完成了从热亚胺化法向化学亚胺化法的技术与设备过渡。
二元酐PMDA、二元胺ODA以及其他原材料。上游部分特种PI单体已实现国产化，PI薄膜的原材料为PI单体和PI浆料。PI单体包括二酐单体和二胺单体。 聚酰亚胺的产品形态包括薄膜、泡沫、纤维、光敏型聚酰亚胺与聚酰亚胺基复合材料等，其中PI薄膜占比超过70%，是聚酰亚胺产业最重要的产品形态。PI薄膜的制造需经过树脂聚合、流涎铸片、定向拉伸亚胺化和后处理等生产工序。各类别PI薄膜应用：热控PI薄膜（高导热石墨膜前驱体PI薄膜）、电子PI薄膜（电子基材用PI薄膜、电子印刷用PI薄膜）、电工PI薄膜（耐电晕PI薄膜、C级电工PI薄膜）、航空PI薄膜（聚酰亚胺复合铝箔MAM）。目前，中国PI薄膜厂家在传统电工绝缘领域形成了较强的产业能力，但在高端电工绝缘、电子等其他应用领域的产业化能力较弱；少数企业具备高性能PI薄膜的批量稳定供应能力。从事该业务的主要有瑞华泰、时代新材、国风塑业、达迈科技、达胜科技等。 目前国内各类下游需求中，电子级PI薄膜占比最高，约占38%，第二是特种级PI薄膜，约占36%，导热级和电工级分别占总需求的14%和12%。不同级别的PI薄膜主要是耐高温性和力学性能（强度、模量）的差异。 1）电工级：电工PI薄膜主要用于变频电机、发电机等高等级绝缘系统，最终应用于风力发电、高速轨道交通等领域。在风力发电行业，中国是全球最大的风电发展市场。 2）电子级：挠性覆铜板FCCL是制造挠性电路板FPC的重要基材，后者因轻薄灵活而成为电子产品设备的重要元件。 3）导热级：导热石墨膜是导热级PI薄膜的下游产品，主要用于LED基板、电子元件散热等领域，是目前消费电子行业采用的主流散热材料。近年来，国内导热界面材料市场规模逐步扩大，5G技术的驱动将为导热级PI薄膜带来更大需求空间。 4）特种级：在航空航天领域，PI薄膜因其优异的耐候性和耐辐射性而被用作火箭防护材料和飞机结构件、发动机部件和外壳等。 国内起步晚，高端PI薄膜的发展水平整体较低。 PI薄膜的商业化进程始于20世纪50年代，最早应用于电工绝缘领域，随着PI领域研究深入和技术升级，PI薄膜的应用领域不断拓展。全球高性能PI薄膜的研发和制造技术主要由美国、日本和韩国企业掌握，美国杜邦、日本宇部兴产、日本钟渊化学和韩国SKPI等厂商占据全球80%以上的市场份额。国内PI薄膜行业的整体技术水平与国外巨头存在差距，多数企业的技术实力难以达到制备高性能PI薄膜的要求，且规模普遍较小，在高性能PI薄膜领域的市场占有率较低。 中国大陆地区PI薄膜厂家约80家，90%以上以流涎法工艺为主，应用领域主要集中于传统电工绝缘；少数企业具备高性能PI薄膜的批量稳定供应能力。从事该业务的主要有瑞华泰、时代新材、国风塑业、丹邦科技等。 时代新材（化学亚胺化法、双向拉伸）：产品主要面向轨道交通、汽车、风力发电、高分子新材料等市场。时代新材于2010年前后开始从事PI薄膜业务。2018年度，时代新材自主研发的PI薄膜已完成产业化并实现批量销售。2019年8月，时代新材将PI薄膜产业化项目转入新设子公司株洲时代华鑫新材料技术有限公司，并于2019年12月向第三方处置该子公司65%股权。 国风塑业：成立于1998年9月，专注于高端薄膜材料的研发与生产，包装膜材料、预涂膜材料和电子信息用膜材料占其业务的85%。近年来，国风塑业的膜材料业务拓展至PI薄膜业务，推进了180吨/年高性能聚酰亚胺膜材料项目。 丹邦科技（化学亚胺化法、双向拉伸）：成立于2001年11月，主营业务包括FPC、COF柔性封装基板、COF产品及关键配套材料聚酰亚胺薄膜的研发、生产与销售。丹邦科技于2013年启动关于PI薄膜的募集资金投资项目；2017年8月，PI薄膜实现量产。 瑞华泰：2010年完成国家发改委“1000mm幅宽连续双向拉伸聚酰亚胺薄膜生产线”高技术产业化示范工程的验收，形成了从专用树脂制备到连续双向拉伸薄膜生产的完整制备技术，同类产品达到国际先进水平，成为中国大陆率先掌握自主核心技术的高性能PI薄膜专业制造商，现有产能720吨，是国内较为领先的PI高性能膜生产企业。 文章来源：上海金浦鲲文投资管理有限公司、高性能膜材料编辑整理
