[聚氨酯产品生产过程]电子产品用聚酰亚胺薄膜的生产过程

作者:安尼      发布时间:2021-04-19      浏览量:0
聚酰亚胺薄膜的生产基本上是二步法,第一步

聚酰亚胺薄膜的生产基本上是二步法,第一步:合成聚酰亚酸,第二步:成膜亚胺化。

成膜方法主要有浸渍法(或铝箔胶法)、流延法和流口水拉伸法(双轴定向拉伸法)。

采用流口水法生产的PI膜,现在可以在生产较高级别的FCCL中少量使用。拉伸法(双轴定向法)生产的薄膜性能显着提高,但技术复杂生产条件严格,投资大,产品价格高,可获得高尺寸稳定性、低吸湿性等高质量薄膜产品。柔性复盖铜板采用的聚酰亚胺薄膜是用这种方法制作的品种。

一、唾液法

初期,杜邦公司开发的聚酰亚胺薄膜为均苯型。这种薄膜通过均苯四酸酐(PMDA)和芳香族二胺在极性溶剂中收缩反应,生成中间体聚酰胺酸,然后通过流延、溶剂去除、脱水闭环(亚胺化),从聚酰胺酸变成聚酰亚胺。

流口水法生产PI薄膜的过程是将聚酰胺酸(PAA)溶液均匀流入连续运转的金属带,通过金属带的运动通过干燥箱蒸发一部分溶剂,部分干燥的PAA薄膜通过金属带剥离,通过加热辊的作用进行干燥这样的过程叫做流口水。由于在流口水成型过程中蒸发溶剂,溶剂价格高,因此需要增加溶剂回收系统,降低成本。

溶液流口水法制PI膜的工艺流程如下图所示。

流口水法生产PI膜的主要设备、制备步骤、产品检测如下。

(1)主要设备:不锈钢树脂溶液罐、唾液罐、唾液罐、亚胺炉、卷绕机和热风系统等。

(2)制备步骤:

消泡后的聚酰胺酸(PAA)溶液,不锈钢溶液罐通过管道压入前头的唾液槽。钢带以图所示的方向均匀运转,将储罐中的溶液从流口前刮板带走,形成厚度均匀的液膜,进入干燥道干燥。

干净干燥的空气由风机送入加热器预热到一定温度后,进入上下干燥道。热风流动方向与钢带运行方向相反,使液膜在干燥时温度逐渐上升,溶剂挥发,增加干燥效果。

聚酰胺酸膜在钢带上运行一周,溶剂蒸发成固体膜,从钢带上剥离的膜通过导辊导向亚胺炉。

亚胺炉一般为多辊形式,与流口水机同步速度的导辊引导聚酰胺酸薄膜进入亚胺炉,高温亚胺化后,卷绕卷绕卷绕聚酰亚胺薄膜从深冷-269℃到高温+400℃范围内显示优异的物理、力学和电气性能。

(3)产品检测

产品制造后,应测试其拉伸强度、断裂伸长率、工作频率电强度、表面电阻率、体积电阻率等。

流口水法生产PI膜,长度不受限制,剥离方便,平整性好,厚度均匀。但是,对设备精度要求高的PAA溶液粘度大,消泡过滤困难,生产速度慢。因此,流口水法主要用于熔融温度高、熔融粘度大等不出或压延法成型的塑料品种,或者分解温度接近熔融温度的塑料品种。

二、唾液-双向拉伸法

在加热条件下,薄膜沿平面坐标中的一个(单轴)或两个(双轴)方向拉伸,大分子链沿拉伸方向拉伸,改变薄膜的一定性能的过程称为塑料薄膜的拉伸方向。一般来说,拉伸适用于改善热塑性材料的机械性能。制作塑料薄膜的拉伸法有单轴拉伸法和双向(双轴)拉伸法。

单轴拉伸的设备比较简单,但在拉伸方向上加强了材料的力学性能,但在垂直方向上使材料的力学性能比没有拉伸好。因此,人们对双轴拉伸的兴趣越来越浓厚。双向(双轴)拉伸可使分子链沿平面方向,使材料具有良好的平面性能。双向(双轴)分为二次拉伸和一次拉伸。所谓二次拉伸,也就是利用一组不同钻速的辊子,首先平行于轴向拉伸到一定倍数(纵向拉伸),然后利用夹具导轨上逐渐扩大的张角垂直于轴向拉伸的一定倍数(横向拉伸)。

双向拉伸法一般在唾液法后面加入拉伸方向装置,膜加热到指定温度,大幅拉伸,分子链大幅度沿拉伸方向整齐排列,一个方向单向,横向纵向双向拉伸。拉伸后强度为3~5倍,耐热、耐寒性改善,物理等性能显着提高。高质量的膜都用这种方法。性能上(尺寸稳定性等)要求高的FCCL,采用双轴定向法生产的PI薄膜。

PI薄膜采用的拉伸法,现细分为单一拉伸法和流口水拉伸法两种。目前,后行业更受欢迎。流口水法制作PI薄膜,首先是将PAA溶液流口水形成的薄膜,蒸发一部分溶剂,形成薄膜,在聚酰胺酸阶段,进行方向性拉伸,使分子链有一定程度的规则排列。这有利于产品性能的均衡和稳定。

双轴方向的流口水法包括树脂合成、流延、双轴方向、卷绕等工序。工艺流程图如下图所示。

采用双向拉伸法制作PI膜,影响拉伸膜性能的主要因素有

(1)同一品种的拉伸膜,由于拉伸比、拉伸速度、拉伸温度等技术参数的不同,其产品的最终结构性能大不相同。

一般来说,

之一,在规定的拉伸比和拉伸温度下,拉伸速度越快分子的方向性越高。

其次,在规定的拉伸速度和拉伸温度下,拉伸比越大分子的方向性越高。

(2)高聚物是否有结晶倾向,其拉伸的具体实施过程不同。对于没有结晶倾向的高聚物,拉伸相对容易,可以直接拉伸,如果分子量相对较大,则分子链的方向性较低。聚合物的晶体对拉伸过程有明显的影响,晶体聚合物在拉伸时不易提高取向。因此,聚合物在拉伸前应尽量不含结晶相。其方法是将聚合物加热到熔点以上,破坏结晶,然后突然冷却,保持无固定形态。其次,拉伸过程可能使大分子整齐排列,形成诱导结晶。此外,即使在恒温室内拉伸,如果拉伸膜的厚度不均匀或散热不良,整个过程实际上不等温,产品质量相对较差。因此,具有结晶倾向的高聚物最好在温度梯度变化时拉伸。

(3)热处理条件的影响。拉伸膜经热处理的目的是保持膜的尺寸稳定性,防止热收缩。对于没有结晶倾向的高聚物,热处理使已经拉伸方向的短链分子和分子链段松弛,但不影响大分子链的主要方向部分。对于有结晶倾向的高聚物,热处理使高聚物保持足够的结晶度,防止收缩。其中关键技术在于掌握适当的热处理温度。

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