منتجات بوليميد هي أساسًا الأفلام والطلاء والألياف والبلاستيك الهندسي والمواد المركبة والمواد اللاصقة والرغاوي وأفلام الفصل وعوامل محاذاة الكريستال السائل ومقاوم الضوء وما إلى ذلك ، والتي يمكن تطبيقها على الفضاء والعزل الكهربائي وشاشات الكريستال السائل والسيارات الطبية ، الطاقة الذرية ، الأقمار الصناعية ، الغواصة النووية ، الإلكترونيات الدقيقة ، تعبئة الآلات الدقيقة ، إلخ.

عملية إنتاج فيلم بوليميد CPI

The production of polyimide cpi film is basically a two-step method, the first step: synthesis of polyamic acid, the second step: film-forming imidization. The film forming methods mainly include the dipping method (or aluminum foil gluing method), the casting method and the salivating stretching method (biaxially oriented stretching method). The PI film produced by the salivation method can currently be used in a small amount in the production of relatively low-grade FCCL. The film produced by the stretching method (biaxial orientation method) has significantly improved performance, but the process is complicated and the production conditions are harsh, the investment is large, the product price is high, and high-quality film products with high dimensional stability and low moisture absorption can be obtained. The polyimide film used for flexible copper clad laminate is a variety made by this method.

1. Salivation

In the early days, the polyimide cpi film developed by DuPont was of the homobenzene type. This type of film is produced by the polycondensation reaction of pyromellitic dianhydride (PMDA) and aromatic diamine in a polar solvent to produce an intermediate polyamic acid, which is then cast, removed of the solvent, and dehydrated and closed-looped (imidization). Conversion from polyamic acid to polyimide.

The process of producing PI film by the salivation method is: uniformly spreading the polyamic acid (PAA) solution onto a continuously running metal belt, and following the movement of the metal belt through a drying box to evaporate a part of the solvent, and partially dried PAA film It can be peeled off from the metal belt, dried by the heating roller, and then quenched and coiled to obtain a continuous length of film. Such a process is called salivation. During the salivation molding process, because the solvent has to be evaporated, and the price of the solvent is relatively high, it is necessary to increase the solvent recovery system to reduce the cost. The process of making PI film by solution salivation is shown in the figure below.

المعدات الرئيسية وخطوات التحضير والكشف عن المنتج لإنتاج فيلم PI عن طريق إفراز اللعاب هي كما يلي.

(1) المعدات الرئيسية: خزان تخزين محلول راتينج الفولاذ المقاوم للصدأ ، فوهة سيلان اللعاب ، آلة الترويل ، فرن imidization ، اللفاف ونظام الهواء الساخن ، إلخ.

(2) خطوات التحضير:

بعد إزالة الرغوة ، يتم ضغط محلول حمض البولياميك (PAA) في خزان تخزين فوهة سال لعابه على المقبض الأمامي من خزان تخزين محلول الفولاذ المقاوم للصدأ عبر خط الأنابيب. يعمل الحزام الفولاذي بسرعة موحدة في الاتجاه الموضح في الشكل ، ويتم إزالة المحلول الموجود في خزان التخزين بواسطة المكشطة الموجودة أمام فوهة الترويل لتشكيل فيلم سائل بسمك موحد ، ثم يدخل في التجفيف نفق ليجف.

The clean and dry air is sent into the heater by the blower and preheated to a certain temperature, and then enters the upper and lower drying channels. The direction of hot air flow is opposite to the running direction of the steel belt, so that the temperature of the liquid film gradually increases during drying, and the solvent gradually volatilizes, increasing the drying effect.

The polyamic acid film runs with it for one week on the steel belt, the solvent evaporates into a solid film, and the film peeled from the steel belt is guided to the imidization furnace through a guide roller.

The imidization furnace is generally in the form of multiple rollers, and the guide roller synchronized with the speed of the salivator guides the polyamic acid film into the imidization furnace. After imidization at high temperature, the polyimide film is taken up by the winder from cryogenic －269 ℃ to high temperature + 400 ℃ can still show excellent physical, mechanical and electrical properties.

(3) Product testing

After the product is manufactured, its tensile strength, elongation at break, power frequency electrical strength, surface resistivity, volume resistivity, etc. should be tested.

The PI film is produced by the salivation method, the length is not limited, the peeling is convenient, the flatness is good, and the thickness is uniform. However, the precision of the equipment is higher; and the viscosity of the PAA solution is larger, the defoaming and filtering are more difficult, and the production speed is slower. Therefore, the salivation method is mainly used for plastic products with high melting temperature and high melt viscosity, which are not suitable for extrusion or calendering, or plastic products whose decomposition temperature is very close to the melting temperature.

2. Salivation-bidirectional stretching method

في ظل ظروف التسخين ، يتم شد الفيلم في اتجاه واحد (أحادي المحور) أو اتجاهين (ثنائي المحور) في إحداثيات الطائرة ، بحيث يتم شد سلاسل الجزيئات على طول اتجاه التمدد لتغيير بعض خصائص الفيلم. اتجاه امتداد الفيلم. بشكل عام ، يعد التمدد مناسبًا لتحسين الخواص الميكانيكية للمواد البلاستيكية الحرارية. تنقسم طرق التمدد لتحضير الأغشية البلاستيكية إلى طرق شد أحادية المحور وطرق تمدد ثنائية الاتجاه (ثنائية المحور).

Uniaxial stretching equipment is relatively simple, however, although it enhances the mechanical properties of the material in the stretching direction, it also makes the mechanical properties of the material in the vertical direction even worse than that of the unstretched. Therefore, people's interest in biaxial stretching is increasing. Bidirectional (biaxial) stretching can orient the molecular chains along a plane, thereby making the material have good planar properties. Bidirectional (biaxial) can be divided into secondary stretching and primary stretching. The so-called secondary stretching is to use a set of rollers with different drilling speeds to stretch parallel to the axial direction to a certain multiple (longitudinal stretching), and then use the gradually expanding opening angle on the jig guide rail to stretch a certain amount perpendicular to the axial direction. Multiple (horizontal stretch).

The bidirectional stretching method generally adds a stretching orienting device after the salivation method, the film is heated to a specified temperature, and is greatly stretched, so that the molecular chains are aligned neatly along the stretching direction, one direction is unidirectional, Horizontal and vertical are two-way stretch. The strength after stretching is 3-5 times better, heat resistance, cold resistance is improved, and physical properties are significantly improved. High-quality membranes use this method. FCCL, which has high requirements in terms of performance (dimension stability, etc.), uses PI films produced by the biaxial orientation method.

تنقسم طريقة التمدد المستخدمة في فيلم PI الآن إلى نوعين: طريقة التمدد الفردي وطريقة الإطالة التي يسيل لعابها. في الوقت الحاضر ، تحظى الصناعة باحترام أكبر. يتم تحضير فيلم PI بطريقة تمديد إفراز اللعاب. يتكون الفيلم عن طريق سيلان اللعاب من محلول PAA ، ويتم تبخير جزء من المذيب لتشكيل فيلم. في مرحلة حمض البولياميك ، يتم إجراء التمدد الاتجاهي لجعل السلاسل الجزيئية لها درجة معينة من الترتيب المنتظم. هذا يفضي إلى أداء منتج متوازن ومستقر ومتسق.

تتضمن طريقة تمديد إفراز اللعاب ذات الاتجاه ثنائي المحور تخليق الراتنج ، والصب ، والتوجيه ثنائي المحور ، واللف والعمليات الأخرى. يظهر مخطط تدفق العملية أدناه.

مخطط تدفق العملية لطريقة الاتجاه ثنائي المحور

In the preparation of PI film by the biaxial stretching method, the main factors that affect the performance of the stretched film are:

(1) Stretched films of the same variety often differ greatly in their final structural properties due to differences in process parameters such as draw ratio, draw speed, and draw temperature. In general, it can be summarized into two points: First, under the specified drawing ratio and drawing temperature, the faster the drawing speed, the higher the degree of molecular orientation. Second, at a prescribed stretching speed and stretching temperature, the greater the stretching ratio, the higher the degree of molecular orientation.

(2) هل يميل البوليمر إلى التبلور؟ عملية التنفيذ المحددة للتمدد مختلفة. بالنسبة للبوليمرات التي لا تميل إلى التبلور ، فإن التمدد سهل نسبيًا ويمكن أن يتمدد بشكل مباشر. عندما يكون الوزن الجزيئي كبيرًا نسبيًا ، تكون درجة اتجاه السلسلة الجزيئية منخفضة. بلورة البوليمر لها تأثير كبير على عملية التمدد. عندما يتم شد البوليمر البلوري ، ليس من السهل زيادة درجة الاتجاه. لذلك ، يجب أن يكون البوليمر خاليًا من الطور البلوري قدر الإمكان قبل التمدد. وتتمثل الطريقة في تسخين البوليمر فوق نقطة الانصهار لكسر البلورة ، ثم إخمادها للحفاظ على الحالة غير المتبلورة. ثانيًا ، عملية التمدد تجعل الجزيئات الكبيرة مرتبة بانتظام ، ومن الممكن تكوين بلورات مستحثة. بالإضافة إلى ذلك ، حتى إذا تم إجراء التمدد في غرفة درجة حرارة ثابتة ، إذا كان سمك الفيلم الممدود غير متساوٍ أو كان تبديد الحرارة ضعيفًا ، فإن العملية بأكملها في الواقع ليست متساوية الحرارة ، وجودة المنتج الناتج رديئة نسبيًا. لذلك ، من الأفضل أن يتم شد البوليمر الذي يميل إلى التبلور تحت تدرج درجة الحرارة.

(3) تأثير ظروف المعالجة الحرارية. الغرض من المعالجة الحرارية للفيلم الممتد هو الحفاظ على ثبات أبعاد الفيلم ومنع الانكماش الحراري. بالنسبة للبوليمرات التي لا تميل إلى التبلور ، تعمل المعالجة الحرارية على إرخاء الجزيئات قصيرة السلسلة والأجزاء الجزيئية التي تم شدها وتوجيهها ، ولكنها لا تؤثر على الاتجاه الرئيسي لسلسلة الجزيئات الكبيرة. بالنسبة للبوليمرات التي تميل إلى التبلور ، تحافظ المعالجة الحرارية على تبلور البوليمر بدرجة كافية لمنع الانكماش. تتمثل التقنية الرئيسية في فهم درجة حرارة المعالجة الحرارية المناسبة.