聚酰亚胺(Polyimide,PI)是指主链上含有酰亚胺环(-CO-N-CO-)的一类聚合物。PI是综合性能最佳的有机高分子材料之一,可应用到航空航天、电气绝缘、液晶显示、汽车医疗、原子能、卫星、核潜艇、微电子、精密机械包装等领域。本期推荐华南理工大学陶劲松副研究员聚酰亚胺科研成果。项目负责人

华南理工大学陶劲松副研究员

陶劲松,华南理工大学轻工科学与工程学院,博士/副研究员/硕士生导师。研究兴趣:主要研究方向为植物纤维材料和聚酰亚胺材料,对植物纤维材料/聚酰亚胺功能材料在柔性电子和能源领域的应用研究较为深入。主持国家级和省级项目多项,如国家自然科学基金项目、广东省自然科学基金、广东省科技计划项目等。申请/授权中国发明专利10多项。现为广东省“千百十”人才计划第八批支持人才。

Q1

聚酰亚胺高温过滤材料

1

所属领域

●高温过滤领域

2

成果类型

●自主研发产品

3

项目状态

●实验室小样

4

成果简介

●钢铁冶金、火力发电、水泥制造、垃圾焚烧等工业领域窑炉排放的烟尘气体中含有大量高温有害气体和颗粒物,直接排放到大气环境中会造成严重的大气污染。本产品利用聚酰亚胺耐高温特性,开发了PI过滤材料,可使用于袋式除尘器高温过滤,减少窑炉烟气中的有害气体和颗粒物。同时也可用于高温油过滤。

5

技术优势

●该过滤材料长期使用温度~℃,且孔径可调。

6

应用概况

●可以用于高温工业(如电力、钢铁、水泥、垃圾焚烧行业)的烟气过滤和高温油过滤(矿产开采行业,石油和化工行业,食品医药行业等)。

7

合作形式

●技术服务●技术合作

Q2

聚酰亚胺漆包线浆料

1

所属领域

●电线绝缘领域

2

成果类型

●自主研发产品

3

项目状态

●实验室小试样品

4

成果简介

●本产品利用聚酰亚胺的物理化学特性,根据电线漆包线需要合成新功能的单体,开发了用于制备聚酰亚胺酸,以用于电线绝缘。

5

技术优势

●开发的PI绝缘层电阻大,绝缘性能好;疏水性好;耐分解温度高,热形稳性好;耐电晕;力学性能与击穿电压高;介电常数低、介电损耗损耗低;特别是成膜温度低;热膨胀系数匹配性好;且成本可控。

6

可应用领域

●可用于电线绝缘领域。

7

合作形式

●技术服务●技术合作

Q3

可溶解型聚酰亚胺柔性电路板(FPC)基底材料

1

所属领域

●电子/柔性电路板/覆铜板

2

成果类型

●自主研发产品/已申请专利

3

项目状态

●实验室小试

4

成果简介

●聚酰亚胺是FPC良好的基底材料,但是常用配方的PI基底为热固型材料,制备成FPC后难以分解回收、或回收处理困难。本技术提供了一种可乙醇处理分解的FPC用PI基底新材料。

5

技术优势

●该PI基底柔韧性好,表面平滑(粗糙度0.38nm),透明度高(透光率91%

nm);机械性能高(强度MPa,模量2.49GPa);耐焊接性能好(℃);热稳定性高(Td,10%=℃);最高工作温度高(℃)。且可用乙醇分解回收。

6

应用概况

●该产品可以用作高质量柔性线路板FPC、覆铜板基底新材料。

7

合作形式

●技术服务●技术转让●合作开发、生产

Q4

柔性显示无色聚酰亚胺基底材料

1

所属领域

●光电/柔性OLED显示;或光伏/柔性太阳能电池

2

成果类型

●自主研发产品/授权专利产品

3

项目状态

●实验室小样

4

成果简介

●无色聚酰亚胺CPI是底发射柔性OLED显示和柔性太阳能电池的良好基底材料。但目前CPI因为三氟甲基CF3加入,导致机械稳定性和热稳定性下降。

5

技术优势

●本技术研发了一种CPI配方,并在高模量、高耐热纳米材料增强的基础上,制备的CPI基底材料粗糙度小(RMS0.74nm±0.25nm),透明度高(90%

nm);热稳定性高(热分解温度℃);热膨胀系数小(48ppm/K);最高操作温度高(℃)机械强度高(MPa);弹性模量大(3.8GPa)。

6

应用概况

●可以作为柔性OLED显示良好基底材料。相较于OLED

glass,用该CPI制备的OLED器件具有更高的电流效率,在20,cd/m2时可达72.7cd/A,比玻璃基底的高41%。

●该材料同时可以作为柔性太阳能(如钙钛矿、有机、燃料敏化)电池的基底材料。

7

合作形式

●技术服务●技术转让●合作开发、生产

Q5

柔性显示无色聚酰亚胺盖板材料

1

所属领域

●光电/柔性显示

2

成果类型

●自主研发产品/已申请专利

3

项目状态

●实验室小样

4

成果简介

●盖板是柔性OLED显示屏的重要组成部分。无色聚酰亚胺CPI是柔性智能手机良好的盖板材料,但其耐折叠能力较弱,多次折叠后容易产生褶皱。虽然通过增加聚合物厚度可以提高其耐折叠性,但同时会降低接触灵敏度。制造高度可折叠和超灵敏的聚合物盖板具有较大难度。

5

技术优势

●本技术研发了CPI的单体,在此基础上,开发了一种新型的纳米纤维素/陶瓷/无色聚酰亚胺盖板新材料,弹性模量高(1.GPa),介电常数高(3.46

1×Hz),透明度高(~88.1%

nm);雾度小(2.39%),耐折叠(20万次)。

6

应用概况

●已经证明可以用于柔性OLED显示盖板材料,也可以用于透明、高介电、高模量、耐折叠材料的其它领域。

7

合作形式

●技术服务●技术转让●合作开发、生产

Q6

聚酰亚胺基人工石墨导热膜

1

所属领域

●电子/通讯/导热

2

成果类型

●自主研发产品/专利申请中

3

项目状态

●实验室阶段

4

成果简介

●随着5G技术的逐步推广,电子元器件的总功率密度大幅度增长,数据传输量将大增;但电子产品总体趋势是朝轻薄化发展,即物理尺寸越来越小,电子元件紧密堆积,热流密度增加,因此对散热要求更高,对导热材料要求也更严格。

5

技术优势

●本技术将聚酰亚胺(PI)原膜经过碳化和石墨化制成PI基人工石墨导热膜用于电子产品导热散热材料。开发的导热魔密度小,轻薄(约为1.5g/cm3,约为铜的三分之一);导热性能好,水平方向导热系数高达~1W/(m·K)(相当于铜的2~4倍,铝的3~6倍),垂直方向导热系数5~20W/(m·K)。具有较好的柔韧性和强度,可平滑贴附在任何平面或弯曲的表面,可多次弯曲。

6

应用概况

●PI人工石墨导热膜是薄型化电子产品散热解决方案的良好应用材料,它可广泛于智能手机、液晶显示、航天军工、笔记本电脑、平板显示、通讯机站等领域。

7

合作形式

●技术服务●技术合作

Q7

聚酰亚胺锂离子电池耐高温隔膜

1

所属领域

●能源

2

成果类型

●自主研发产品/专利申请中

3

项目状态

●实验室阶段

4

成果简介

●目前聚烯烃隔膜热性能弱,不耐高温,受热易收缩使电池短路引发热失控,引起电池安全事故。

5

技术优势

●本技术以聚酰亚胺为基体,和纳米材料复合,开发具有良好性能的电池隔膜材料。开发的隔膜超薄(25~40μm);孔隙率可调(50~80%);高拉伸强度(~MPa);高穿刺强度(-g);高吸液率;机械形稳定性好、变形小;耐高低温(℃),热形稳性好,电阻小。

6

应用概况

●可用于高质量宽温区锂离子电池;或航空航天空间电源。

7

合作形式

●技术服务●技术合作

Q8

聚酰亚胺质子交换膜PEM

1

所属领域

●能源

2

成果类型

●自主研发产品/专利申请中

3

项目状态

●实验室阶段

4

成果简介

●本产品开发了聚酰亚胺单体,合成磺化聚酰亚胺SPI来制备PI质子交换膜,可用于氢气或甲醇燃料电池。

5

技术优势

●产品具有良好的质子传导率;良好的电化学,化学和热稳定性;低燃料透过率;高的机械拉伸强度;良好的尺寸稳定性;高气体分离能力,电气绝缘良好。

6

应用概况

●可以用于氢气或甲醇燃料电池的质子交换。

7

合作形式

●技术服务●技术合作

END

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整理:周佳鑫

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