聚酰亞胺(PI)是以酰亞胺環(huán)為結構特征的雜環(huán)高分子材料，其薄膜產(chǎn)品是目前世界上性能較好的絕緣薄膜材料之一，同時也是制約我國發(fā)展高新技術產(chǎn)業(yè)的三大瓶頸關鍵性材料之一，具有巨大的商業(yè)價值，深遠的社會意義及重要的戰(zhàn)略意義。隨著科技的日新月異與工業(yè)的蓬勃發(fā)展，PI薄膜除具有符合各類產(chǎn)品的物性要求外，更具有高強度、高韌性、耐磨損、耐高溫、耐腐蝕等特殊性能，可符合輕、薄、短、小、高可靠性的設計要求。近年來高性能PI薄膜在航空航天、電子通訊、光電顯示及汽車等產(chǎn)業(yè)的新應用使得新型PI薄膜需求日益增多，同時下游產(chǎn)業(yè)的應用對其產(chǎn)品性能也提出了更高的要求。
PI薄膜現(xiàn)有制造技術是以芳香族二胺和芳香族二酐在非質(zhì)子極性溶劑中縮聚合成的聚酰胺酸(PAA) 樹脂為原料，經(jīng)真空消泡、高壓輸送至平模頭擠出流涎，成型的PAA液膜經(jīng)高溫固化處理得到PAA凝膠薄膜，后經(jīng)縱橫向逐步或同步拉伸、化學或熱亞胺化處理后冷卻定型、收卷，再經(jīng)熱處理、分切后制得所需產(chǎn)品。
早期生產(chǎn)技術制造的PI薄膜產(chǎn)品性能和外觀質(zhì)量較差，特別是厚度均勻性、色差、熱收縮率、熱膨脹系數(shù)、拉伸強度、模量及吸水率等指標。PI薄膜制造過程中，PAA溶液固化時由于液膜在流涎烘箱內(nèi)承受的熱量和風量分布不均勻，導致所得自支撐PAA薄膜厚度均勻性較差，進而造成PI薄膜外觀質(zhì)量較差。為提高PI薄膜厚度均勻性，同時解決由厚度均勻性引起的色差等外觀質(zhì)量問題，現(xiàn)有方法之一是采用計量泵調(diào)節(jié)成型模具的溶液流量，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速控制流量的恒定使得薄膜厚度均勻，但僅可改善縱向厚度的均勻性，無法解決橫向厚度的均勻性問題。
另一種方法是厚度在線檢測反饋成型模具自動調(diào)節(jié)，測厚儀與液膜成型模具互相協(xié)調(diào)控制唇口開度以改進PAA樹脂液膜縱橫向厚度均勻性，但系統(tǒng)結構復雜，調(diào)節(jié)繁瑣，維護難度大，投入成本較高，同時上述兩種方法均無法解決PAA樹脂固化過程中溶劑揮發(fā)不均勻的本質(zhì)問題。
為提高聚酰亞胺薄膜的性能，現(xiàn)有方法之一是改變常規(guī)PAA樹脂配方，選擇結構剛硬的二胺單體或二酐單體引入PAA主鏈結構中，獲得更佳的性能，但單體存在成本高、易氧化等問題，同時合成條件苛刻。另一種方法是通過改變PAA樹脂的聚合方法，即將無規(guī)式聚合改為嵌段式聚合，所得PAA樹脂可制得更高性能的產(chǎn)品，但工藝操作難度較大，黏度調(diào)節(jié)繁瑣，合成裝置大量增加，投入成本成倍提高。為了使PI薄膜滿足新應用領域的性能要求，近年也出現(xiàn)了相關的專利申請，分別公開了在持續(xù)真空低壓和低溫作用下環(huán)化形成PI薄膜、采用低溫或冷凍實現(xiàn)PI薄膜固化或穩(wěn)定PAA溶液等新技術。
以上表明本行業(yè)研發(fā)人員在提高PI薄膜產(chǎn)品性能上進行了大量的研究，但由于國內(nèi)在PI薄膜的研發(fā)方面投人較少，技術水平整體較低，產(chǎn)品性能遠低于國外水平，故而PI薄膜的產(chǎn)品性能有待進一步提高。