Полиимидные продукты - это в основном пленки, покрытия, волокна, инженерные пластмассы, композитные материалы, клеи, пены, разделительные пленки, средства выравнивания жидких кристаллов, фоторезисты и т. Д., Которые могут применяться в аэрокосмической отрасли, электроизоляции, жидкокристаллических дисплеях, автомобильной медицине, атомная энергия, спутник, атомная подводная лодка, микроэлектроника, упаковка точного оборудования и т. д.

Процесс производства полиимидной пленки CPI

Производство полиимидной пленки CPI в основном представляет собой двухэтапный метод: первый этап: синтез полиаминовой кислоты, второй этап: пленкообразующая имидизация. Методы формирования пленки в основном включают метод погружения (или метод приклеивания алюминиевой фольги), метод литья и метод слюноотделения (метод двухосно-ориентированного растяжения). ПИ-пленка, полученная методом саливации, в настоящее время может быть использована в небольшом количестве при производстве относительно низкосортных FCCL. Пленка, полученная методом растяжения (метод двухосной ориентации), имеет значительно улучшенные характеристики, но процесс сложен, условия производства суровы, инвестиции большие, цена продукта высокая, а пленочная продукция высокого качества с высокой стабильностью размеров. и может быть достигнуто низкое поглощение влаги. Полиимидная пленка, используемая для изготовления гибкого ламината с медным покрытием, представляет собой разновидность пленки, изготовленной этим методом.

 

1. Слюноотделение

Первоначально полиимидная пленка CPI, разработанная DuPont, относилась к гомобензольному типу. Этот тип пленки получается в результате реакции поликонденсации пиромеллитового диангидрида (ПМДА) и ароматического диамина в полярном растворителе с образованием промежуточной полиаминовой кислоты, которую затем отливают, удаляют из растворителя, дегидратируют и закрывают (имидизация). Превращение полиаминовой кислоты в полиимид.

Процесс получения ПИ-пленки методом саливации заключается в: равномерном нанесении раствора полиаминовой кислоты (ПАА) на непрерывно движущуюся металлическую ленту и последующем движении металлической ленты через сушильный шкаф для испарения части растворителя и частичного Высушенная пленка ПАА. Ее можно снять с металлической ленты, высушить нагревательным валиком, а затем закалить и свернуть в рулон для получения пленки непрерывной длины. Такой процесс называется слюноотделением. В процессе формования слюноотделением, поскольку растворитель необходимо испарять, а цена растворителя относительно высока, необходимо увеличить систему восстановления растворителя, чтобы снизить стоимость. Процесс изготовления пленки ПИ методом слюноотделения показан на рисунке ниже.

 

Основное оборудование, этапы подготовки и обнаружение продукта при производстве ПИ-пленки по слюноотделению следующие.

(1) Основное оборудование: резервуар для хранения раствора смолы из нержавеющей стали, насадка для стекания, машина для слива, печь для имидизации, намоточное устройство и система подачи горячего воздуха и т. д.

(2) Этапы подготовки:

После пенообразования раствор полиаминовой кислоты (ПАА) вдавливается в резервуар для хранения сопла на переднем наконечнике из резервуара для хранения раствора из нержавеющей стали через трубопровод. Стальная лента движется с одинаковой скоростью в направлении, показанном на рисунке, а раствор в резервуаре для хранения забирается скребком перед сливным соплом, образуя жидкую пленку одинаковой толщины, а затем поступает в сушильную камеру. туннель для просушки.

Чистый и сухой воздух с помощью воздуходувки подается в нагреватель и предварительно нагревается до определенной температуры, а затем поступает в верхний и нижний каналы сушки. Направление потока горячего воздуха противоположно направлению движения стальной ленты, поэтому температура жидкой пленки постепенно увеличивается во время сушки, а растворитель постепенно улетучивается, увеличивая эффект сушки.

Пленка полиаминовой кислоты перемещается вместе с ней в течение одной недели по стальной ленте, растворитель испаряется в твердую пленку, а пленка, отделенная от стальной ленты, направляется в печь имидизации через направляющий ролик.

Печь для имидизации обычно имеет форму нескольких роликов, причем направляющий ролик, синхронизированный со скоростью слюноотделителя, направляет пленку полиамидокислоты в печь для имидизации. После имидизации при высокой температуре полиимидная пленка наматывается намоточным устройством от криогенной температуры -269 ℃ до высокой температуры + 400 ℃ и может по-прежнему проявлять отличные физические, механические и электрические свойства.

(3) Тестирование продукта

После изготовления изделия необходимо проверить его прочность на разрыв, удлинение при разрыве, электрическую прочность при промышленной частоте, поверхностное сопротивление, объемное сопротивление и т. д.

ПИ-пленка производится методом саливации, длина не ограничена, отслаивание удобно, плоскостность хорошая, толщина равномерная. Однако точность оборудования выше; Чем выше вязкость раствора ПАК, тем сложнее пеногасить и фильтровать, а скорость производства снижается. Поэтому метод слюноотделения в основном используется для пластиковых изделий с высокой температурой плавления и высокой вязкостью расплава, которые не подходят для экструзии или каландрирования, или для пластиковых изделий, температура разложения которых очень близка к температуре плавления.

 

2. Метод слюноотделения и двунаправленного растяжения.

В условиях нагрева пленка растягивается в одном (одноосном) или двух (двуосном) направлениях в плоских координатах, так что цепи макромолекул растягиваются вдоль направления растяжения, изменяя некоторые свойства пленки. Растяжная ориентация пленки. В целом растяжение подходит для улучшения механических свойств термопластичных материалов. Методы растяжения для изготовления пластиковых пленок делятся на методы одноосного растяжения и двунаправленного (двухосного) растяжения.

Оборудование для одноосного растяжения относительно простое, однако оно хотя и улучшает механические свойства материала в направлении растяжения, но также делает механические свойства материала в вертикальном направлении еще хуже, чем у нерастянутого. Поэтому интерес людей к двухосной растяжке возрастает. Двунаправленное (двуосное) растяжение может ориентировать молекулярные цепи вдоль плоскости, тем самым придавая материалу хорошие планарные свойства. Двунаправленное (двуосное) растяжение можно разделить на вторичное растяжение и первичное растяжение. Так называемое вторичное растяжение заключается в использовании набора роликов с разной скоростью сверления для растяжения параллельно осевому направлению до определенного кратного значения (продольное растяжение), а затем с использованием постепенно расширяющегося угла раскрытия направляющей приспособления для растяжения определенного величину, перпендикулярную осевому направлению. Множественный (горизонтальное растяжение).

Метод двунаправленного растяжения обычно добавляет ориентирующее устройство после метода слюноотделения, пленка нагревается до заданной температуры и сильно растягивается, так что молекулярные цепи аккуратно выстраиваются вдоль направления растяжения, одно направление является однонаправленным, горизонтальным и вертикальным. являются двусторонним растяжением. Прочность после растяжения повышается в 3-5 раз, улучшается термостойкость, морозостойкость, значительно улучшаются физические свойства. Этот метод используется для изготовления высококачественных мембран. В FCCL, к которой предъявляются высокие требования к эксплуатационным характеристикам (стабильности размеров и т. д.), используются пленки ПИ, полученные методом двухосной ориентации.

Метод растяжения, используемый в пленке PI, теперь подразделяется на два типа: метод одиночного растяжения и метод вытягивания слюни. В настоящее время промышленность пользуется большим уважением. Пленка PI изготавливается методом слюноотделения. Пленка образуется путем слюноотделения раствора ПАК, при этом часть растворителя испаряется с образованием пленки. На стадии полиаминовой кислоты направленное растяжение выполняется, чтобы молекулярные цепи имели определенную степень регулярности. Это способствует сбалансированной, стабильной и стабильной производительности продукта.

Метод слюноотделения с двухосной ориентацией включает синтез смолы, литье, двухосную ориентацию, намотку и другие процессы. Схема технологического процесса представлена ​​ниже.

 

Блок-схема метода двухосной ориентации

При изготовлении ПИ-пленки методом двухосного растяжения основными факторами, влияющими на характеристики растянутой пленки, являются:

(1) Растянутые пленки одного и того же сорта часто сильно различаются по своим конечным структурным свойствам из-за различий в параметрах процесса, таких как степень вытяжки, скорость вытяжки и температура вытяжки. В общем, это можно свести к двум пунктам: во-первых, при указанном коэффициенте вытяжки и температуре вытяжки, чем выше скорость вытяжки, тем выше степень молекулярной ориентации. Во-вторых, при заданной скорости растяжения и температуре растяжения, чем больше степень растяжения, тем выше степень ориентации молекул.

(2) Имеет ли полимер тенденцию к кристаллизации? Конкретный процесс реализации растяжки различен. Для полимеров, которые не имеют склонности к кристаллизации, растяжение относительно легкое, и их можно растягивать напрямую. Когда молекулярная масса относительно велика, степень ориентации молекулярной цепи низкая. Кристаллизация полимера оказывает существенное влияние на процесс растяжения. Когда кристаллический полимер растянут, нелегко увеличить степень ориентации. Следовательно, перед растягиванием полимер должен быть как можно более свободен от кристаллической фазы. Метод заключается в нагревании полимера выше точки плавления, чтобы разрушить кристалл, а затем в закалке для поддержания аморфного состояния. Во-вторых, процесс растяжения приводит к упорядоченному расположению макромолекул и возможному образованию индуцированных кристаллов. Кроме того, даже если вытягивание проводится в камере с постоянной температурой, если толщина растянутой пленки неравномерна или рассеивание тепла плохое, весь процесс фактически не является изотермическим, и качество получаемого продукта является относительно низким. Поэтому предпочтительно, чтобы полимер, имеющий тенденцию к кристаллизации, растягивался под действием температурного градиента.

(3) Влияние условий термообработки. Цель термообработки растянутой пленки — сохранить стабильность размеров пленки и предотвратить термоусадку. Для полимеров, не склонных к кристаллизации, термическая обработка расслабляет короткоцепочечные молекулы и молекулярные сегменты, которые были растянуты и ориентированы, но не влияет на основную ориентацию макромолекулярной цепи. Для полимеров, которые имеют тенденцию к кристаллизации, термическая обработка поддерживает достаточную кристалличность полимера для предотвращения усадки. Ключевым методом является определение соответствующей температуры термообработки.