聚酰亚胺在影像材料与电子成像装置中的应用

    1 引言

    聚酰亚胺（PI）树脂是由Bogart等于1908年首先合成出来的。后来，直至1960年左右才由杜邦公司开发成功聚酰亚胺薄膜，并实现产业化。

    聚酰亚胺的综合性能优异，用途广泛。主要应用于电工、电子、通讯、新能源、信息记录与影像技术与材料、环保、航空航天、军事、特种包装材料及现代纸业等领域。开始时，主要用于绝缘薄膜等领域。后来，随着世界科学技术的迅猛发展， 特别是全球进入信息化时代，外层宇宙空间的开发进入一个新的阶段，地球人类努力探求绿色环保新能源以来， 世界范围内聚酰亚胺及其薄膜的研发更以迅猛之势取得长足进步。并迅速向多层柔性印刷电路板领域、太阳能电池及燃料电池等新能源领域挺进。 尤其是2004年以来，国内外市场对移动电话、电子成像设备、电脑、液晶电视等的需求量激增， 使其加速向信息记录及数字影像等领域扩张。

    聚酰亚胺是综合性能优异的耐热、 耐候性高聚物。 聚酰亚胺的突出特点是耐热性好，在250℃下可连续使用70000小时以上。 在300℃下经1500小时的热老化，其拉伸强度仅衰减1/3以下。

    聚酰亚胺在-269~400℃范围内可保持较高的机械性能，在-240~260℃的空气中可长期使用。尤其是抗辐射性能极好，经剂量为10GY(109rad)的γ射线照射后，其机电性能保持不变。

    作为出色的耐高温、耐候性高聚物，聚酰亚胺具有很强的抗紫外线能力。在宇宙太空，具有很强的抗“太阳风”能力。

    2010年4月22日美国成功发射的世界首架无人驾驶航天飞机和2010年6月13日漫游外太空七年回归地球的日本“隼鸟”号小行星探测器上均使用了聚酰亚胺及其薄膜制品〔1，2〕。

    2 聚酰亚胺的基本结构与合成方法

    2.1 聚酰亚胺的基本结构

    上世纪六十年代， 美国杜邦公司在世界上首先研制成功并实现工业化生产的是均苯型聚酰亚胺及其薄膜制品。均苯型聚酰亚胺是不溶、不熔的热固性树脂。

    聚酰亚胺树脂是由均苯四甲酸二酐（PMDA）和二氨基二苯醚(ODA)以大致等摩尔比在溶剂二甲基乙酰胺（DMAC）中，首先合成出作为前体的聚酰胺酸（PAA），再经脱水、环化（酰亚胺化）反应，得到聚酰亚胺。

    脱水闭环酰亚胺化有两种方法， 即热酰亚胺化法和化学酰亚胺化法。 前者是将聚酰胺酸加热到一定温度，使之脱水闭环酰亚胺化，制成聚酰亚胺树脂薄膜。后者是在温度保持在0℃以下的聚酰胺酸溶液中加入一定量脱水剂（如乙酸酐等）和催化剂（如叔胺化合物等），快速混合均匀，加热到一定温度使之脱水闭环酰亚胺化，制成聚酰亚胺树脂薄膜。