一文读懂聚酰亚胺（PI）到底是个啥

前一段时间柔宇科技和三星先后推出了可折叠屏智能手机，据有关报道称，可折叠屏手机上就使用了触摸透明聚酰亚胺。这种聚酰亚胺材料（柔术大师）虽然耐久性不及玻璃面板（钢铁硬汉），但主要优势在于其弯曲性，灵活度、可变性更高。

而最近分析师郭明錤更是发布了跟新款 iPhone 天线技术相关的投资者预测报告，他预测2019 年的 iPhone 将会用上四个 MPI 天线和两个 LCP 天线的组合，以替换掉目前 6 个均为 LCP 天线的方案。其中MPI（Modified PI ）就是改性聚酰亚胺。
可以说没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术，但这个PI（聚酰亚胺）是个啥？
聚酰亚胺（Polyimide），缩写为PI，是主链含有酰亚氨基团（─C（O）─N─C（O）─）的聚合物。主要有两大类：
脂肪族（实用性差、非商业化）
芳香族（获得商业化的品种），芳香族聚酰亚胺分为以下几类：均苯型、单醚型、双醚酐型、聚醚酰亚胺（PEI）、聚双马来酰亚胺、降冰片烯二酸改性聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺（PAI）。
PI在合成上具有多种途径，这就使得它在合成配方设计上具有非常大的自由度，可以根据使用场景设计合成不同性能的聚酰亚胺材料，从而具有广泛的应用领域，比如航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。
PI从上世纪60年代就被各国列入 21世纪最有希望的工程塑料名单。因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"，并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。
纯PI很少单独使用，应用的PI多为其改性和复合品种：1、PI+长（碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维）纤维增强的树脂基复合材料；2、PI+短切（碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维）+（聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼）；3、耐高温聚酰亚胺胶粘剂；4、耐高温电子封装材料；5、耐高温涂层或薄膜。
所以，重点来了，聚酰亚胺可以有很多种形态，可折叠柔性屏手机用的是无色透明的聚酰亚胺膜。膜，聚酰亚胺膜，无色透明聚酰亚胺膜！
那么pi膜又是如何来的呢？PI的商品化首次出现在上世纪60-80年代。薄膜是PI最早的商品之一，主要产品有杜邦 Kapton、宇部兴产的Upilex系列和钟渊Apical。由于PI薄膜具有较高的耐油、耐温和低介电损耗等优异的综合性能，有着“黄金薄膜”的美称。
可折叠屏手机使用了新一代OLED照明/显示技术，OLED在生产制造过程中，由于需要在柔性基板上溅射上电极或TFT材料，基材一般为耐高温聚合物，使用得最多的是耐高温聚酰亚胺(PI)材料。
PI膜的生产制备：PI主要由二酐类（Dianhydride）及二胺类（Diamne）为原料聚合而成，目前主要有一步法、二步法、三步法和气相沉淀法四种方法。其中，二步法是目前PI 膜制造中最普遍采用的合成PI的工业化方法，具体是指缩聚和酰亚胺化两个步骤。
二步法是先由二酐和二胺获得前驱体聚酰胺酸（PAA），再通过加热或化学方法后固化（又称为亚胺化、环化、熟化）脱水，而形成PI高分子。下图所示主要是由均苯四甲酸二酐(PMDA)和二氨基二苯醚(ODA)为原料的PI树脂的化学合成反应式及其分子结构。
PI树脂二步法的化学合成反应式
PI 膜的制造过程则是在PI高分子的两个步骤中间加入流涎、干燥、拉伸等步骤，使PAA溶液变成PPA膜后再进行亚胺化处理，从而生产出PI膜。
黄金薄膜可不只是外表长得像黄金，价格也是死贵死贵的。其市场价格达到每吨60-300万元人民币，其中双轴向拉伸电子膜市场价格均在每吨100万人民币以上。
目前国内市场PI薄膜需求快速增长，严重依赖进口，需求潜力巨大，处于严重供不应求的状态。
国内之所以严重依赖PI薄膜进口，是因为PI薄膜的合成门槛极高，聚酰亚胺合成难度极高、下游产品加工难度较大。
在单体合成方面，尽管有相应的单体商品化，但成本非常昂贵，例如六氟二酐每千克达上万元；在聚合方法上，目前所用的二步法和一步法均使用高沸点的溶剂，价格高就算了，后期又不好处理；在生产工艺上，生产成本高的浸渍法、双轴拉伸法一般人玩不起，玩得起的流延法是成本低，但污染性大。
这就是为什么尽管国内也有生产PI薄膜的厂家，但是其生产的产品基本只能用于电学绝缘，高端产品的应用，也就是电子级PI薄膜只能依赖进口。
目前全球生产PI的厂家近100家，PI市场主要供货商包括杜邦、通用电气 、阿莫科公司、巴斯夫、西巴盖吉、郝斯、东丽杜邦、钟渊化学、三井东亚、宇部兴产、SKCKOLON等公司。
国内布局了PI膜的上市企业主要有丹邦科技 、时代新材 、国风塑业 、新纶科技 。
5G手机时代离我们越来越近，手机的飞速发展离不开性能优良的硬件材料。PI 材料在微电子行业有着巨大的应用价值，但生产成本高，如果可以在单体合成和聚合方法上降低成本，PI材料一定可以在未来的材料领域大放光彩。
好了，到这里大家就基本懂了，也就知道在我们大A市场上，真正能够算是做膜的企业也就丹邦科技、时代新材、国风塑业、新纶科技这四家了，所以请大家珍惜这真正的“黄金四膜”
再有好的膜标的，还望大家补充！