莱比锡薄膜胺保护技术在350MW机组的应用

介绍了莱比锡薄膜胺保护工艺,对停用保护效果、机组启动过程中的水质变化趋势、薄膜胺除垢功能进行了分析,得出薄膜胺对热力设备可以实现全方位保护,具有一定的洗垢作用;而采用纯度比较高的薄膜胺,对保证保护效果、缩短机组启动时间至关重要。

SiC改性提升聚酰亚胺薄膜直流耐电晕性能的机理

传统聚酰亚胺(PI)薄膜应用到更高电压等级设备中,易产生电晕放电甚至绝缘失效。为提升聚酰亚胺薄膜耐电晕能力,实验采取碳化硅(SiC)作为增强相对PI基体相进行改性,探究SiC改性对复合薄膜耐电晕特性的影响机理。实验结果表明,随着SiC含量增加,SiC/PI复合薄膜出现非线性电导特性并逐渐增强,其同步提升的浅深陷阱密度比与载流子迁移率促进了表面电荷消散速率的增加。同时,SiC提升了15 kV直流电压下薄膜的沿面闪络和击穿时间,其中质量分数25%SiC/PI复合薄膜较纯PI膜分别提升了416.28%和298.39%。这是因为增强的非线性电导率和表面电荷消散速率,有利于空间和表面电荷运输,减少电场畸变,从而提升复合薄膜的耐电晕能力。对电晕损伤薄膜的无损区、圆状白斑区和白色堆积区进行形貌观测,发现SiC颗粒会在等离子体碰撞下形成放电阻挡层,有效减少电晕对基体相的侵蚀,延长了复合薄膜的耐电晕时间。最后发现质量分数15%SiC/PI复合薄膜为综合耐电晕与力学特性下的最优选择。

三元共聚苯并咪唑型聚酰亚胺薄膜的合成及性能

随着柔性显示技术的快速发展,高性能透明聚酰亚胺的需求日益增大。然而,如何兼顾高透明、耐高温与高力学强度仍是当前聚酰亚胺研究的重要课题。本文以2-(4-氨基苯基)-5氨基苯并咪唑(APBIA)为改性单体,与2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(HFBAPP)和4,4′-联苯醚二酐(ODPA)进行共聚,通过调控APBIA和HFBAPP两种二胺单体的物质的量比,制备出一系列苯并咪唑型含氟透明聚酰亚胺薄膜(APBIA/HFBAPP/ODPA),并对其结构及性能进行表征。结果表明,当二胺单体中APBIA的物质的量占比在50%以下时,可获得完整的PI薄膜,在苯并咪唑基团和含氟基团的协同作用下,这些薄膜表现出良好的综合性能,紫外-可见光范围内的透光率最高可达90.16%,玻璃化转变温度最高可达277.2℃,5%和10%的热失重温度最高分别可达495和520℃,拉伸强度最高可达184.8 MPa。其中,当APBIA与HFBAPP的物质的量比为3∶7时,薄膜的综合性能最为均衡,其玻璃化转变温度为268.9℃,5%和10%的热失重温度分别为477和512℃,紫外-可见光最高透过率为88.92%,拉伸强度为184.8 MPa。

不同温度下聚酰亚胺薄膜的蠕变性能

为研究聚酰亚胺薄膜的蠕变黏弹性本构关系模型,选用厚度25μm的聚酰亚胺膜材料,初始应力选取极限抗拉强度的50%,在23、 50、 80、 110、 140、 170℃下进行单轴蠕变拉伸实验,分析不同温度下膜材料蠕变的变化规律.用经典Kelvin、经典Maxwell、 Burgers、三参数广义Kelvin、五参数广义Kelvin蠕变本构模型对数据进行拟合,分析拟合效果.结果表明,聚酰亚胺膜材料具有明显的黏弹性,初始应力对聚酰亚胺膜材料的蠕变性能影响显著,初始应力越大,黏弹性越明显.五参数广义Kelvin模型能够较好地预测聚酰亚胺膜材料的蠕变性能,可决系数均超过0.98,Burgers模型次之,其余3种模型的拟合可决系数为0.708~0.958,拟合结果满足实际工程需要.

含三氟甲基二胺单体对聚酰亚胺薄膜性能的影响

以2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯(TFMB)和2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷(HFBAPP)两种含三氟甲基的二胺单体与4,4'-联苯醚二酐(ODPA)进行三元共聚,通过改变两种二胺单体的物质的量比,制备了6种含三氟甲基的透明聚酰亚胺(PI)薄膜,研究了TFMB和HFBAPP两种单体对PI薄膜的结构、热性能、力学性能和光学性能的影响。结果表明,所得的PI薄膜已经完全热亚胺化并引入了含氟基团,具有较好的热性能,玻璃化转变温度为230.5~245.2℃,5%热失重温度为480.9~503.7℃,10%热失重温度517.3~534.0℃,当TFMB和HFBAPP的物质的量比为8∶2时,薄膜的热性能表现最佳;TFMB的加入可以提高薄膜的拉伸强度,当TFMB和HFBAPP的物质的量比为6∶4时,薄膜的拉伸强度达到最大(95.26 MPa),断裂伸长率为4.40%;所得薄膜的光学性能表现良好,紫外-可见光范围内的最大透过率均在86.47%以上,当TFMB和HFBAPP的物质的量比为5∶5时,薄膜的光学性能最优,450 nm处的透过率为87.28%,紫外-可见光范围内的最大透过率为91.34%。以上结果表明,在HFBAPP中适量引入TFMB有利于提高PI薄膜的性能。

新型OLED柔性基板用聚酰亚胺薄膜研究

本研究以4,4’-二氨基苯酰替苯胺(DABA)和4,4’-二氨基-2,2’-二甲基联苯(m-TB)与均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4,-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)为原料,成功合成了有机发光二极管(OLED)柔性基板用聚酰亚胺(PI)薄膜。结果表明:当二胺与二酐摩尔比为0.990、加料时间为120 min、反应温度为0~30℃、搅拌速度为200~250 r/min、反应时间为240 min时,聚酰胺酸合成过程凝胶量少,黏度满足工业化合成要求。经400℃热亚胺化后,所得PI薄膜的玻璃化转变温度为450℃,1%热失重温度为554℃,热膨胀系数为4.1×10^(-6) K^(-1),拉伸强度为326.9 MPa,拉伸模量为9 572.8 MPa,电气强度为623 kV/mm,介电常数为3.251,这些参数指标满足OLED柔性基板的工业应用要求。

聚酰亚胺薄膜与碳网格共固化基板成型工艺研究

为满足未来深空探测对航天器太阳翼基板更高的耐温性需求,提出一种新型的太阳翼基板成型工艺方法:聚酰亚胺薄膜与碳网格面板共固化成型。重点研究了聚酰亚胺薄膜与网格面板的剥离性能、网格面板的拉伸性能、蜂窝夹层结构的弯曲性能、共固化基板的耐温性能,并与J-133胶粘贴聚酰亚胺薄膜的传统工艺进行对比。结果表明,共固化工艺的聚酰亚胺薄膜剥离强度约为传统工艺的2倍,且在140℃下的各项力学性能保持率均大于87%,具有很好的耐温性;共固化基板在经历-100~140℃热真空试验后,外观质量及各项性能均合格,满足太阳翼基板耐140℃及以下空间环境的使用需求。

生物基聚酰亚胺薄膜的研究与应用进展

综述了生物基(或生物质)聚酰亚胺(bPI)薄膜的研究与应用进展状况。从传统石油基聚酰亚胺(PI)薄膜的制造技术、生物质单体与溶剂的发展及其在bPI薄膜制作中的应用等角度进行了阐述。重点综述了基于异山梨醇(ISB)、呋喃二甲酸、桂皮酸(或桂皮酸)等生物资源的bPI薄膜的研究与应用进展。最后对bPI薄膜的未来发展趋势进行了展望。

绿色溶剂在聚酰亚胺合成与薄膜制备中的应用进展

本文从PI薄膜的分类、制造技术、溶剂组成以及绿色溶剂的应用状况等角度阐述了生物基绿色溶剂在聚酰亚胺(PI)薄膜制造中的研究与应用进展。重点综述了生物基γ-戊内酯(GVL)、异山梨醇二甲醚(DMI)以及二氢左旋葡萄糖酮(Cyrene^(TM))等绿色溶剂的研究现状及其在PI薄膜制造中的应用情况,并对绿色溶剂在PI薄膜制造中的未来发展趋势进行了展望。

低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜的制备方法研究

以4,4’-二氨基-2,2’-二甲基联苯(M-Tol)、对苯二胺(PDA)、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)三种单体在极性溶剂中聚合得到聚酰胺酸溶液,经涂布、亚胺化制备聚酰亚胺薄膜,利用热机械分析仪和万能试验机对薄膜进行性能表征,研究聚合物组成、共聚结构、反应溶剂、亚胺化工艺、拉伸条件对聚酰亚胺薄膜热膨胀系数和机械性能的影响。研究发现,M-Tol、PDA、BPDA摩尔比为2∶8∶10,拥有嵌段共聚结构、采用高沸点反应溶剂与化学亚胺化工艺、经过拉伸的聚酰亚胺薄膜具有更低的热膨胀系数和更优秀的机械性能。

三元共聚聚酰亚胺薄膜的制备与性能

以4,4'-二氨基二苯甲烷(DDM)、4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、均苯四甲酸酐(PMDA)为原料,通过改变DDM和ODA的物质的量比,制备了DDM含量(占整个二胺单体物质的量分数)分别为0%,25%,50%,75%的三元共聚聚酰亚胺薄膜,探究不同含量DDM的引入对聚酰亚胺薄膜物理力学性能的综合影响。结果表明,合成的聚酰亚胺材料已经完全亚胺化;随着DDM含量从0%增加到75%,质量损失5%时分解温度从357.6℃升高至531.2℃;引入DDM单体后聚酰亚胺薄膜在可见光(400~800 nm)范围内透过率均达到85%以上,此外由于DDM中亚甲基这一非极性基团的引入,使得聚酰亚胺薄膜的疏水性增强,接触角由未加DDM时的66.9°最高上升至92.1°;DDM的引入使得聚酰亚胺薄膜分子链中氢键的相互作用增强,在第三单体DDM含量为50%的条件下,薄膜的拉伸性能和导热性能最好,拉伸强度为192.46 MPa,断裂伸长率为10.23%,拉伸弹性模量为3.83 GPa,热导率由未加DDM时的0.348 W/(m·K)升高至0.399 W/(m·K),相比未加入DDM的聚酰亚胺分别提高了48%,42%,56%和15%。综上分析,该三元共聚聚酰亚胺薄膜在力学、导热性和透明度等性能方面具有良好表现,可广泛应用于电子元件的散热与航天器防护等领域。

聚酰亚胺薄膜疲劳寿命分析和可靠性增长措施

针对某涡扇发动机加力燃油分布器内有机材料聚酰亚胺薄膜过早失效的问题,基于聚酰亚胺薄膜的材料参数以及薄膜使用时的温度和波动幅值,通过在ANSYS软件中建立了聚酰亚胺薄膜有限元仿真模型,研究薄膜发生以断裂为主要形式的失效时,薄膜的Mises应力分布情况以及薄膜的薄弱区分布情况。基于概率断裂力学的疲劳寿命计算理论得到了不同可靠度下薄膜的疲劳寿命循环次数及其变化规律。结果表明:薄膜存在应力集中,且薄膜的应力集中部位与薄弱区均发生在薄膜夹持外沿;计算得到了不同可靠度下薄膜的疲劳寿命循环次数,且疲劳寿命循环次数随可靠度的提升而不断降低。

航天器用聚酰亚胺薄膜的灭菌适用性研究

在地面对航天器硬件进行灭菌处理是深空探测行星保护任务的重要一环。文章针对干热灭菌和过氧化氢低温等离子体灭菌进行灭菌效率验证,并对航天器用聚酰亚胺薄膜PI100、GSI025进行灭菌后力学、电学性能测试,开展灭菌适用性评价。结果表明:两种灭菌方法对聚酰亚胺PI100的拉伸强度、断裂伸长率无显著影响;135℃干热灭菌处理后PI100的击穿强度比对照组的有显著提高;两种灭菌方法对GSI025的表面电阻率均无显著影响。研究结果可为航天器用聚酰亚胺材料的灭菌方法选择提供参考。

聚酰亚胺薄膜冲裁成型模设计与制造

针对聚酰亚胺薄膜冲裁加工中废品率高、效率低、模具寿命短的问题,对现有模具结构和冲裁过程模具刃口受力情况进行分析,指出用斜刃冲裁模加工聚酰亚胺薄膜的弊病和不足。根据压辊冲裁机理,重新设计、制造了一套在普通压力机上实现无间隙冲裁的新型模具。用软质上模与硬质下模相互啃切形成无间隙配合,用有滚珠导向结构的精密模架和能够自动调整对中的单球面浮动模柄,弥补冲床滑块与工作台面不平行对模具寿命的影响。生产实践证明,此模具设计方案和制造方法简单可行,降低了模具加工难度、缩短了制造周期;加工了0.04 mm的聚酰亚胺薄膜,冲切断面平整、无毛刺,尺寸符合图纸要求,适于批量化生产。

双向拉伸聚酰亚胺薄膜生产线横拉烘箱改进设计及应用

聚酰亚胺薄膜被广泛应用于航空航天、微电子、新能源等领域,横向拉伸设备是聚酰亚胺薄膜双向拉伸生产线的关键设备。横拉设备保温烘箱系统提供聚酰亚胺薄膜溶剂干燥、拉伸和亚胺化成型的环境,对最终薄膜产品的性能好坏起到重要影响。通过分析聚酰亚胺薄膜生产线横向拉伸保温烘箱的结构特点,对横拉烘箱系统进行改进设计并应用:根据聚酰亚胺薄膜亚胺化温度高、不同区域温差大的特点,设计了分体式保温箱结构,通过采用分体式保温箱整体滑动的方式消除保温箱热胀冷缩变形,提高保温性能;针对横拉烘箱热风区静压箱结构特点,设计了热风均流装置,同一风区的横向风速极差从2.0~3.1 m/s降低到1.4~1.8 m/s,风速均匀性得到改善;亚胺化区采用陶瓷加热块组成的加热单元并采用横向分区温控,针对两侧传热快、温度低于中间的热点,设计温度补偿,提高两侧的加热效率,使亚胺化区横向温差从50~58℃缩小到17~19℃。采用改进设计后两侧薄膜与中间薄膜性能均得到显著改善。

连续方波脉冲电压下温度对聚酰亚胺薄膜局部放电特性的影响

聚酰亚胺薄膜以其优异的电气绝缘性能、耐高温性以及机械性能,在航天航空、电子电器等领域得到广泛应用。在实际使用过程中,聚酰亚胺薄膜常处于高温、连续脉冲电压等复杂环境,极易发生局部放电,导致其绝缘性能下降,甚至引发设备事故,本文基于前人研究成果,结合理论分析与实验验证,重点探讨了温度对聚酰亚胺薄膜局部放电特性的影响机理。

电晕老化前后100HN和100CR聚酰亚胺薄膜的电导电流特性实验研究

为研究无机纳米掺杂对聚酰亚胺电荷输运特性的影响,测量了美国杜邦公司生产的原始聚酰亚胺薄膜(100HN型)和纳米Al2O3掺杂耐电晕聚酰亚胺薄膜(100CR型)电晕老化前后的电导电流特性。实验发现,电晕老化前100CR的欧姆区电流明显大于100HN的,而空间电荷限制电流区的电流则明显小于100HN的;电晕老化后,100HN陷阱载流子密度和电老化阈值都减小,而100CR的对应值均增大。分析实验结果后得知,纳米掺杂既可能增加导带热激发自由电子浓度,又可能增大聚合物中电荷陷阱的深度和密度,这2种因素对电导电流的影响效果是相反的,分别主导着低场强和高场强电导电流大小的变化。此外,电晕老化对100CR和100HN电导电流影响不同的机制还有待进一步的研究。

国外聚酰亚胺薄膜概况及其应用进展

聚酰亚胺薄膜具有优良的综合性能 ,在航空航天工业、电气电子工业和信息产业等领域具有许多用途。

聚酰亚胺薄膜中电荷输运机理和空间电荷特性

通过测量比较耐电晕型和普通聚酰亚胺薄膜空间电荷积聚的阈值电场,分析温度对空间电荷分布的影响,以此来研究聚酰亚胺薄膜中电荷输运机理和空间电荷的特性。试验结果表明:耐电晕型聚酰亚胺薄膜空间电荷积聚的阈值场强高于普通聚酰亚胺薄膜,纳米粒子的加入有效地提高了耐电晕型薄膜的介电性能。此外,温度的升高促进电极发射电荷,增大电荷的能量和电导率,使得空间电荷的数量不断地增加,入陷的位置逐渐向介质体内移动,这与聚酰亚胺薄膜绝缘老化、击穿关系密切,是空间电荷的重要特性。

国外聚酰亚胺薄膜产品及应用进展

概述了美国、日本及韩国等地区聚酰亚胺薄膜的发展现状和一些主要公司的产品性能特点和应用领域,简要介绍了近年来国外聚酰亚胺薄膜主要制造厂商的市场占有率、未来市场趋势、新型功能聚酰亚胺薄膜产品以及在应用技术方面的新进展。