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柔性折叠屏的核心材料聚酰亚胺(PI)或将在未来手机市场大有作为


前一段时间柔宇科技和三星先后推出了可折叠屏智能手机,据有关报道称,可折叠屏手机上就使用了触摸透明聚酰亚胺。这种聚酰亚胺材料(柔术大师)虽然耐久性不及玻璃面板(钢铁硬汉),但主要优势在于其弯曲性,灵活度、可变性更高。


图 来源于百度图片


而最近分析师郭明錤更是发布了跟新款 iPhone 天线技术相关的投资者预测报告,他预测2019 年的 iPhone 将会用上四个 MPI 天线和两个 LCP 天线的组合,以替换掉目前 6 个均为 LCP 天线的方案。其中MPIModified PI )就是改性聚酰亚胺。


图 来源于百度图片


PP、TPUPC什么的大家知道的多了,但这个PI(聚酰亚胺)是个啥?


没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术


PI(聚酰亚胺)是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物,其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物尤为重要。


图 来源于图书《聚酰亚胺新型材料》


PI在合成上具有多种途径,这就使得它在合成配方设计上具有非常大的自由度,可以根据使用场景设计合成不同性能的聚酰亚胺材料,从而具有广泛的应用领域,比如航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。常用的PI合成路线如下:


图 来源于寰宇尖端薄膜官网


PI从上世纪60年代就被各国列入 21世纪最有希望的工程塑料名单。因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其巨大的应用前景已经得到充分的认识,被称为是"解决问题的能手",并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"


“黄金薄膜”不是浪得虚名


PI 的商品化首次出现在上世纪60-80年代。薄膜是PI最早的商品之一,主要产品有杜邦Kapton、宇部兴产的Upilex系列和钟渊Apical。由于PI薄膜具有较高的耐油、耐温低介电损耗等优异的综合性能,有着“黄金薄膜”的美称。


可折叠屏手机使用了新一代OLED照明/显示技术,OLED在生产制造过程中,由于需要在柔性基板上溅射上电极或TFT材料,基材一般为耐高温聚合物,使用得最多的是耐高温聚酰亚胺(PI)材料。


图 来源于百度图片


黄金薄膜可不只是外表长得像黄金,价格也是死贵死贵的。其市场价格达到每吨60-300万元人民币,其中双轴向拉伸电子膜市场价格均在每吨100万人民币以上。


目前国内市场PI薄膜需求快速增长,严重依赖进口,需求潜力巨大,处于严重供不应求的状态。我的天,这么赚钱,又这么有市场,还不赶紧搞起来?先别急,你能接受得了高成本再说。


不是谁都能玩转黄金薄膜


国内之所以严重依赖PI薄膜进口,是因为PI薄膜的合成门槛极高,聚酰亚胺合成难度极高、下游产品加工难度较大。


在单体合成方面,尽管有相应的单体商品化,但成本非常昂贵,例如六氟二酐每千克达上万元;在聚合方法上,目前所用的二步法和一步法均使用高沸点的溶剂,价格高就算了,后期又不好处理;在生产工艺上,生产成本高的浸渍法、双轴拉伸法一般人玩不起,玩得起的流延法是成本低,但污染性大。


环保政策这么严,搞不了搞不了。


图 来源于百度图片


这就是为什么尽管国内也有生产PI薄膜的厂家,但是其生产的产品基本只能用于电学绝缘,高端产品的应用,也就是电子级PI薄膜只能依赖进口。


目前全球生产PI的厂家近100家,PI市场主要供货商包括杜邦、通用电气、阿莫科公司、巴斯夫、西巴盖吉、郝斯、东丽杜邦、钟渊化学、三井东亚、宇部兴产、SKCKOLON等公司。


国内布局了PI膜的上市企业主要有丹邦科技、时代新材、国风塑业、新纶科技。


5G手机时代离我们越来越近,手机的飞速发展离不开性能优良的硬件材料。PI 材料在微电子行业有着巨大的应用价值,但生产成本高,如果可以在单体合成和聚合方法上降低成本,PI材料一定可以在未来的材料领域大放光彩。


END


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