最有希望的工程塑料之一

  　　聚酰亚胺（PI）是一种主链上含有酰亚胺环（-CO-NH-CO-）的高分子聚合物，其耐热性能好、机械强度高、介电性能优异，同时化学稳定性好、挥发性低、热膨胀系数小，是目前有机高分子材料中性能最佳的材料之一，广泛应用于航空航天、微电子、液晶、分离膜等领域，被列为“21世纪最有希望的工程塑料之一”。

  　　聚酰亚胺的主要应用形式包括薄膜、纤维、复合材料、工程塑料、泡沫等，其中聚酰亚胺薄膜最早实现商业化。PI薄膜是目前世界上性能最好的薄膜类绝缘材料之一，与碳纤维和芳纶纤维并称为我国发展高技术产业的三大瓶颈性关键高分子材料。根据用途，PI薄膜可分为以绝缘、耐热为目的的电工级PI薄膜和附有高挠性、低膨胀系数等性能要求的电子级PI薄膜。其中电子级PI薄膜作为特种工程材料，价格高昂，技术壁垒高，也被称为“黄金薄膜”。

PI薄膜的主要生产方式

  　　最早的聚酰亚胺合成方法又称为“一步法”，即二酐和二胺在高沸点溶剂中直接聚合生成聚酰亚胺，但非质子极性溶剂的价格高昂，副产物难以处理。

  　　目前主流的聚酰亚胺合成方法为“两步法”，即先由二酐和二胺获得前驱体聚酰胺酸，再通过热亚胺或化学亚胺法，分子内脱水闭环生成聚酰亚胺。相较于化学亚胺法，热亚胺法的工艺过程及设备简单，是我国主流厂家采取的工艺路线。化学亚胺法单套产能高，且薄膜产品物化性能优，但其生产工艺及设备仅被国外厂家所掌握。

  　　而PI薄膜的涂膜方式主要分为浸渍法、流延法和双向拉伸法。浸渍法是最早的薄膜制备方法，即铝箔上胶法，制备工艺极为简单，但生产效率低，成本高昂，且产品平整度差。流延法是国内PI薄膜的主流制造方法，产品均匀性好，可以实现连续化生产，薄膜的电气性能及机械性能都优于浸渍法。双向拉伸法是目前高性能PI薄膜的制备工艺，该工艺难度大，需要双轴定向，即纵向定位和横向定位，具有很高的技术壁垒，但制得的薄膜产品性能最佳。

PI薄膜的主要生产企业

  　　PI薄膜目前仍属于高技术壁垒的行业，其大型生产企业主要集中在美国、日本、韩国等国家，占据了约70%的全球市场份额。全球范围内主要由美国杜邦、日本东丽、日本钟渊化学、韩国SKC、日本宇部兴产等美日韩企业所垄断，这些企业产能规模可达2000~3000吨/年。

  　　我国PI薄膜行业发展较晚，目前国内约有70家PI薄膜生产企业，产能规模多在百吨上下，主要应用于低端市场。随着我国对高端电子级PI薄膜需求的不断提升，各生产企业逐步涉足高性能PI薄膜的生产，目前国内已形成规模以上电子级PI薄膜生产能力的企业主要包括中国台湾的达迈科技、达胜科技及大陆地区的时代新材、丹邦科技、瑞华泰等。2019年中国PI总产能达到1.6万吨，开工率约为60%，其中电子级PI薄膜产量仅不到千吨。2019年我国主要聚酰亚胺薄膜生产企业及产能情况见表1。

PI薄膜的主要应用

  　　PI具有卓越的性能，广泛地应用于空间技术、F、H级电机、电器绝缘、柔性印刷电路 (FPC)、导热石墨膜、TAB(压敏胶带基材)、航天、航空、计算机、电磁线、变压器、音响、手机、电脑、冶炼、采矿电子元器件工业、汽车、交通运输、原子能工业等电子电器行业等。其中电子显示、柔性印刷电路（FPC）和导热石墨膜被认为是未来PI薄膜市场中规模最大、增长最快的应用领域。

  　　在电子显示领域，柔性AMOLED技术的发展驱动着PI薄膜需求的增长。2019年，折叠屏成为电子显示行业的风口，随着三星折叠款手机Galaxy Fold及华为MateX的上市，多家手机生产企业宣称将推出折叠手机。与已量化生产的柔性AMOLED屏幕相比，折叠屏对PI材料的需求更为丰富，包括作为基材的PI浆料、作为触控板的CPI基膜及作为盖板的CPI硬化透明膜。随着折叠AMOLED的普及，电子显示领域对PI材料的需求将成倍增加。

  　　在柔性电路印刷领域，PI薄膜主要用于挠性覆铜板（FCCL）上的绝缘基膜和覆盖膜。FCCL既是绝缘基膜上覆以铜箔支撑的可弯曲薄片状复合材料，也是FPC的主要材料。FCCL不仅具备传统覆铜板的电气连接、绝缘、机械支撑三大功能，还可实现静态与动态反复弯曲，因此由FCCL制作的FPC适合三维空间安装，节省安装空间，实现电子设备轻薄小的要求，目前被广泛应用于手机、数码相机、数码摄像机、笔记本电脑等便捷式电子设备中。近年来，随着小型化电子设备的快速发展，带动FCCL行业需求的增长，将进一步带动PI薄膜需求的增长。

  　　导热石墨膜是一种优秀的散热材料，具有超高导热性、重量轻、薄型化及耐弯折等多项特点，其主要材料是人工石墨片，由PI薄膜经过碳化和石墨化两道高温制程产生。随着5G时代的到来，数据传输量大增，各类电子器件为实现其高性能、即时通讯等功能而高度集成化，内部材料表面产生的热量集聚增加，过热风险持续提升，散热问题更加突出，而导热石墨膜则是现阶段最佳电子产品散热材料。未来，随着5G时代电子产品的普及，包括5G手机、平板电脑、个人电脑将进一步拉动导热石墨膜及相应PI薄膜的需求增加。

聚酰亚胺薄膜在我国发展情况

  　　目前，我国PI薄膜生产企业技术成熟度与国外龙头企业差距较大，国内PI薄膜制造厂商主要生产普通的电工级薄膜、电子产品覆盖膜、补强膜及少量高性能PI薄膜。国产PI薄膜在断裂强度、抗撕力、介电强度和体积电阻方面均有较大差距，尽管目前国内多家生产企业已开始布局柔性AMOLED用聚酰亚胺，但离实现大规模产业化应用仍有较大差距。

  　　2017年起，国内多家企业开始引进先进生产设备，布局化学亚胺法高性能PI薄膜，包括时代新材、丹邦科技、中天科技等。据已披露的项目信息，预计2025年我国将增加约3万吨PI薄膜产能，其中中科玖源、骏友电子、瑞华泰、时代华昇等企业将增加千吨级PI薄膜产能。

    高端PI薄膜在设备、工艺及人才方面存在较高技术壁垒，其发展困难重重，但随着我国相关研发及技术人才的积累，OLED、柔性电路板及石墨膜等下游重点市场转移至大陆市场，以及政府发布一系列政策的鼓励下，目前我国聚酰亚胺薄膜发展不断提速，是实现高端产品国产替代的最好机遇期。

郭灵燕  中国化工信息中心咨询事业部高级咨询顾问。毕业于美国罗切斯特大学，化学工程硕士学位，拥有2年行业从业经验，专注于专用化学品行业信息研究与咨询，研究领域涵盖新材料、高分子、无机物、节能环保等，曾在《中国汽车级PVB市场研究》《中国钢铁烧结机脱硝现状研究》《中国汽车窗膜及车衣市场分析》等多个咨询项目中担任核心咨询顾问及项目经理的角色。