聚酰亞胺(PI)是目前已經實現工業化的特殊高分子材料，由于具有優越的物理機械綜合性能、優良的電氣與化學穩定性，可以制成薄膜、模塑粉、涂料、復合材料、泡沫塑料、纖維、分離膜、中空管等，在高新技術領域得到了廣泛的應用。聚酰亞胺薄膜(PIF)是其中最早的商品之一和用量最大的一種，這種新型耐高溫有機聚合物薄膜，是目前世界上性能最好的薄膜類絕緣材料和最貴的薄膜材料之一，被稱為“黃金薄膜”，廣泛應用于航空航天、微電子、原子能、電氣絕緣、液晶顯示、膜分離技術等各個領域。聚酰亞胺薄膜與碳纖維、芳綸纖維一起，被認為是目前制約我國發展高技術產業的三大瓶頸性關鍵高分子材料。其材料特性如下：

表 聚酰亞胺(PI)性能指標

制取工藝基本上是二步法，第一步是縮聚合成預聚體聚酰胺酸 (PAA)，第二步是脫水閉環成膜亞胺化。通常芳香 族二酐用均苯四甲酸二酐(PMDA)、芳香族二胺用 4．4'-二氨基二苯醚(ODA)、極性溶劑用二甲基乙酰 胺(DMAC)為原料。

目前應用較為廣泛的是流延拉伸法工藝，制取好的聚 酰胺酸溶液消泡后，從不銹鋼溶液儲罐經管路壓入 流延機的流涎嘴儲槽中。流延機鋼帶以勻速運行， 將儲槽中的溶液經流延嘴前刮板帶走，而形成厚度均勻的液膜，在鋼帶上隨其運行一周，形成含有一定 量殘余溶劑等的具有自支持性的聚酰胺酸凝膠狀 膜，從流延機鋼帶上剝離下來后依次先后進入縱向 拉伸機和橫向拉伸機，經拉伸機內的預熱輥加熱后， 分別進行縱向拉伸和橫向拉伸，大大增強了薄膜的 強度和尺寸穩定性，拉伸比通常控制在1～1.5。當 達到相應的縱向和橫向拉伸比時，從拉伸機出來的 經過雙向拉伸的薄膜，經過干燥后，進入多輥筒形式的亞胺化爐進行熱定型處理，成為固態薄膜，再經冷卻、裁邊、收卷得到聚酰亞胺薄膜成品。

圖 流延拉伸法生產聚酰亞胺薄膜工藝流程

3.1耐電暈型PI膜

2017年中車株洲電機有限公司將耐電暈型聚酰亞胺薄膜國產化，打破了國外的壟斷，經對比國產耐電暈聚酰亞胺薄膜與同品類進口薄膜進行對比表明：國產薄膜具有更好的力學性能、耐電暈性能、耐熱性能、更高的壽命和局部放電起始電壓 （PDIV）值以及優異的線圈成型工藝性，并且在價格 上具有更大的優勢。

圖 耐電暈型PI膜

3.2低介電常數PI膜

隨著5G通訊時代的到來，低介電PI膜成為近年來的研究熱點。介電性能是衡量絕緣材料質量的重要參數，PI膜因具有較低的介電常數及介電損耗在絕 緣系統中應用廣泛，但是目前的PI膜仍然具有一些缺點，如分子鏈的剛性結構導致材料各向異性、較高的吸水率提高材料的介電常數。因此PI膜具有很大的改進空間，PI的結構易于設計可以通過分子結構設 計改性、共混改性、多孔填料改性、孔洞改性及多種方法相結合等來降低材料的剛性及各向異性。

圖 某種低介電常數PI膜顯微結構

3.3透明PI膜

無色透明聚酰亞胺（CPI）廣泛應用于微電子和光電子領域，可以通過引入脂環結構、氟基團、體積大的取代基制備、非平面結構提升薄膜光學性能。引入脂環結構可以降低分子的芳香性，顯著提升透光 率，同時會導致耐熱性降低。引入氟基團可以有效減小電荷轉移效應，降低薄膜顏色。杜邦于1976年首次申請CPI專利就是采用的這種方法，但是引入氟基團就無法避免污染環境，也是目前難以克服的技術難點。

圖 6052CPI透明膜聚酰亞胺薄膜

3.4可溶性PI膜

可溶性PI不僅保留了傳統PI的性能且具有易于加工的性質，廣泛用于電子電器、智能制造、航空航天、納米材料、環保領域等。可溶性PI的制備技術主 要有六種：在主鏈中引入柔性結構、較大側基、氟原 子、非共平面結構、共聚的方法引入、超支化可溶性結構。

圖 杜邦公司可溶的聚酰亞胺(PI)，淡黃色粉末

技術突破方面，我國于19世紀60年代初期開始針對聚酰亞胺進行研究，中國科學院長春應用化學研究所、上海合成樹 脂研究所、中國科學院化學研究所、桂林電器科學研 究院有限公司等單位率先開始實驗室研究，經過“十三五”時期的高速政策引導發展，PI膜高端產品已經逐步實現國產化。

其中國內主要生產企業如下表所示：

表國內相關頭部企業一覽表

國外主要生產企業如下表所示：

表國外相關頭部企業一覽表

PI膜行業產業鏈，上游是PMDA、ODA以及其他原材料，中游是PI薄膜制造商，下游是各類別PI薄膜應用：熱控PI薄膜（高導熱石墨膜前驅體PI薄膜）、電子PI薄膜（電子基材用PI薄膜、電子印刷用PI薄膜）、電工PI薄膜（耐電暈PI薄膜、C級電工PI薄膜）、航空PI薄膜（聚酰亞胺復合鋁箔MAM）。

圖 PI膜產業鏈

據統計，2016年全球PI薄膜市場規模估計為14.92億美元，初步估算到2020年增長至20億美元，到2025年增長至31億美元。航空航天技術的發展和電子行業的增長推動了該行業的需求，移動電話和柔性顯示器等消費電子產品的消費增加，也對PI膜行業產生積極影響。

圖 PI膜市場規模與預測

技術總結與展望

聚酰亞胺（PI）技術，被譽為“黃金薄膜”，在高新技術領域展現出卓越的物理、機械、電氣和化學穩定性。其制備工藝主要采用二步法，包括縮聚合成預聚體聚酰胺酸（PAA）和脫水閉環形成亞胺化膜。技術前沿方面，耐電暈型PI膜、低介電常數PI膜、透明PI膜和可溶性PI膜是當前的研究熱點。耐電暈型PI膜已實現國產化，提升了力學性能和耐電暈性能。低介電PI膜適應了5G通訊時代的需求，但其分子鏈剛性和吸水率等方面還需改進。透明PI膜在微電子和光電子領域有重要應用，但引入氟基團帶來的環境污染問題尚待解決。可溶性PI膜則因其易于加工性質，被廣泛用于多個領域。

展望未來，PI技術的進一步發展將側重于提升材料的性能和降低生產成本。特別是在電子印刷、智能制造等領域，新型PI膜的研發將成為關鍵。此外，環保問題也將是未來研究的重點，尤其是在材料制備過程中減少污染物的排放。隨著新材料的不斷發展和應用，我們的團隊將積極探索更高效、環保的PI膜制備技術，以適應不斷變化的市場需求。

市場總結與展望

從市場角度來看，聚酰亞胺薄膜在全球市場上表現出持續增長的趨勢。2016年全球市場規模估計為14.92億美元，預計到2025年將增長至31億美元。這一增長主要受到航空航天技術發展和電子行業增長的推動。移動電話和柔性顯示器等消費電子產品的需求增加，也為PI薄膜市場帶來積極影響。中國在PI膜的研發和生產方面已取得顯著進步，逐步實現高端產品的國產化。

未來，市場對于高性能、高質量的PI膜需求將不斷增長，特別是在5G通訊、航空航天、智能制造等領域。此外，隨著環保意識的提升，對于環境友好型PI膜的需求也將上升。我們的團隊應重點關注這些領域的市場動態，不斷優化產品，加強與下游應用行業的合作，以把握市場機遇。同時，加大研發投入，探索更多創新應用，以維持在競爭激烈的市場中的領先地位。

1.汪家銘.聚酰亞胺薄膜技術進展與市場前景[J].合成技術及應用,2012,27(03):24-29.

2.于繼飛,楊陽,李孟龍等.國內外聚酰亞胺薄膜發展概況及研究進展[J].當代化工研究,2023,(14):10-12