2019年，全球兩大手機廠商三星和華為，率先推出了搭載柔性AMOLED技術的折疊屏手機Galaxy Fold和MateX，從此便拉開了折疊屏手機大戰的序幕。

此後小米、榮耀、OPPO、VIVO等手機廠商，都紛紛推出了自家的折疊屏手機。

而這些昂貴的折疊屏手機生産過程中，都需要用到一種重要的高分子材料-聚酰亞胺薄膜，簡稱PI薄膜。

大家好，我是那兔。

上期借着無糖飲料的話題，那兔講了背後的三氯蔗糖化工産業鍊，今天我就借着柔性AMOLED技術這個話題，聊一聊生産柔性電路闆時用到的一種重要材料-聚酰亞胺薄膜，簡稱PI薄膜。

看看這個被稱為“黃金薄膜”的高性能絕緣材料，是如何被人類發明和使用的。中國PI薄膜行業與國外的差距，又有多大？

今天之所以講它，一個是因為PI薄膜确實太重要了；還有就是想要生産它，需要用到我們公司銷售的一款非質子極性萬能溶劑，二甲基甲酰胺(DMF)。

聚酰亞胺薄膜發展史

随着人類工業技術的不斷發展，許多行業對耐高低溫的高性能絕緣材料的需求不斷增加，于是從20世紀50年代起，很多材料科學家和國際化工巨頭，便開始了對這類高性能絕緣材料的研發。

1959 年，世界排名第二大的化工巨頭美國杜邦公司，首先合成出芳香族聚酰亞胺。1962 年又試制成聚酰亞胺薄膜 ，也叫PI薄膜或PIF，并于1965 年開始大批量生産，商品牌号為 KAPTON。

通過技術改進，杜邦公司又于1984年推出3種改良型Kapton薄膜，分别為HN型、FN型、VN型。改良型聚酰亞胺薄膜在目前的生産中，已占整個亞胺薄膜産量的85%。

這種薄膜材料使用壽命極長，具備優異的力學性能、電學性能、化學穩定性、高輻射抗擾度，以及高低溫抗擾度。可耐受極廣的溫度範圍，下至-269°C上至400°C，它都沒有問題。而且還重量輕、不占用空間。

所以說聚酰亞胺薄膜（PI）自誕生之日起，就一直都是世界上性能最好的薄膜類絕緣材料，其性能居于高分子材料金字塔的頂端，是21世紀最有希望的工程塑料之一，被稱為“黃金薄膜”。

在航空、航海、宇宙飛船、火箭導彈、原子能、薄膜太陽能電池、電子電器工業等多個領域，都少不了它的身影。

之所以稱它為“黃金薄膜”，一是形容它的絕緣性能确實是好，二是因為它是真的貴啊。

高端的電子級PI薄膜，每噸就要上百萬元。

所以千萬不要說材料是個天坑專業了，材料裡面真的有黃金啊。

聚酰亞胺薄膜種類劃分

根據用途劃分，PI薄膜主要可分為以絕緣、耐熱為目的的電工級PI薄膜和附有高撓性、低膨脹系數等性能要求的電子級PI薄膜。

電工級PI薄膜主要用在于電氣絕緣領域，隻要是用到輸配電設備、發電設備、電機、變壓器等電氣的行業，都少不了電工級PI薄膜的應用，就比如風電、高鐵、尤其是電動汽車行業，都是它的應用領域。

而電子級PI薄膜，則是 PI 薄膜目前的最大細分市場。

在我們使用的手機、筆記本電腦、Pad、數碼相機、液晶顯示屏等電子産品中，幾乎所有的電子模塊都需要用到大量的柔性印刷電路闆FPC，而想要制造FPC，又需要柔性覆銅闆FCCL作為加工基闆材料。

而想要生産FCCL，電子級PI薄膜是必不可少的材料。

電子級PI薄膜作為一種優良的絕緣材料，可以與銅箔貼合構成FCCL的基闆部分，同時也可覆蓋于FPC表面起到保護作用。

未來随着5G 的發展，智能手機、平闆電腦、智能汽車、無人機等消費類電子産品，都會用到大量的柔性印刷電路闆，因此必然會為PI 膜的應用提供了新的市場增量。

目前全球 PI 薄膜的市場規模，每年保持在9%以上的增速。

聚酰亞胺薄膜生産工藝

那麼聚酰亞胺以及聚酰亞胺薄膜的生産工藝又是怎樣的呢？

想要合成聚酰亞胺，主要原料就是二元酐和二元胺。

這兩種單體的優點是，原料來源廣，合成也較容易。據不完全統計，已被用來合成聚酰亞胺的二酐有400多種，二胺則達到了上千種，因此被合成并進行研究的聚酰亞胺至少已達數千種。

而聚酰亞胺薄膜（PIF）的主要合成工藝有兩種：一種合成方法是熱亞胺化法，适用于生産電子級以下PI膜；另一種是化學亞胺化法，适用于電子級以上PIF的生産。

相比較熱亞胺化工藝，化學亞胺化法所制備的PIF成品性能更佳，市場競争力更強。國内目前90%生産廠家均采用熱亞胺化法生産工藝，國外基本已經完成了化學亞胺化法替代熱亞胺化法。

而二甲基甲酰胺（DMF）作為化學亞胺化法制備高端PIF的重要非質子極性溶劑，指标要求則更加嚴格，尤其是水分要求控制在100ppm以内。

大國角力聚酰亞胺薄膜

電子級PI薄膜價格高昂，行業進入難度大，目前仍屬于高技術壁壘行業。

目前全球70%的産能集中在美國、日本、韓國等國家，主要由美國杜邦、日本東麗、日本鐘淵化學、日本宇部興産、韓國SKC等企業壟斷。而又因其在市場應用的重要性，已經成為大國角力與比拼的重要籌碼。

以日本為例，因為二戰時日本強征韓國勞工的法律糾紛，2019年7月日本經濟産業省宣布，通過出口管制限制日本企業向韓國出口3種高端材料：第一種是用于半導體清洗的高純度氟化氫，第二種是光刻膠，第三種就是用于柔性OLED顯示面闆的氟聚酰亞胺。

而據傳聞，杜邦公司為了防止我國獲取聚酰亞胺薄膜的相關技術，不允許在生産環節使用中國國籍的人員。

2020年10月08日，美國杜邦公司就以“消光表面處理之聚酰亞胺膜與關于此膜之方法”的專利被侵權為由，起訴了中國台灣省聚酰亞胺生産商達邁科技，并請求其賠償新台币650萬元。

我在看過杜邦公司的專利池後，不得不佩服美國這些科技巨頭在專利方面花的心思。作為人類在聚酰亞胺領域第一個吃螃蟹的公司，為了保護上面提到的這一項專利，杜邦就足足共布局了59個專利同族。

可見美國這些科技巨頭的專利城池，是有多麼的牢固了。

而根據全球及國内下遊行業增速測算，2022年全球PI薄膜市場總規模将達24.5億美元，中國國内PI膜市場的規模，預計将超過72億元。

在電子級PI薄膜市場，我國目前嚴重依賴進口。這麼大一塊蛋糕，中國本土企業自然不能拱手讓人。

那麼中國企業到底有沒有實力，與這些國外巨頭展開競争呢？

國産聚酰亞胺薄膜

不得不承認的是，我國PI薄膜行業确實是起步晚，目前國内約有70家PI薄膜生産企業，産能規模多在百噸上下，主要應用于低端市場。

随着我國對高端電子級PI薄膜需求的不斷增加，國内企業也吹起了向高性能PI薄膜市場進軍的号角。

目前國内已具有規模以上電子級PI薄膜生産能力的企業有時代新材、丹邦科技、瑞華泰、山東萬達、無錫順铉、安徽國風以及中國台灣地區的達邁科技、達勝科技等。

相信在不久的将來，中國在高端電子級聚酰亞胺薄膜領域逐漸實現進口替代的目标，将不再是夢想。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!