透明聚酰亞胺薄膜在各應(yīng)用領(lǐng)域的具體優(yōu)勢(shì)是什么？

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上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號(hào)灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國(guó)科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。

透明聚酰亞胺薄膜由于其獨(dú)特的性能，在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。以下是其在不同領(lǐng)域的具體優(yōu)勢(shì)：

一、柔性光電子器件領(lǐng)域

• 優(yōu)異的性能組合：具有熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能和絕緣性能。通過(guò)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和有機(jī) / 無(wú)機(jī)雜化改性，可制備柔性透明聚酰亞胺薄膜，滿足柔性光電子器件的需求。其柔性、色度和透明度可通過(guò)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，并且可以利用計(jì)算化學(xué)方法進(jìn)行輔助預(yù)測(cè)19。

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• 透明柔性基底優(yōu)選：在以 OLED 為代表的有機(jī)光電子器件中，高性能透明柔性基底的制備至關(guān)重要。透明聚合物薄膜因體積輕薄、彎折性能好、種類豐富且兼容卷對(duì)卷大面積量產(chǎn)工藝等優(yōu)勢(shì)成為優(yōu)選。素有 “黃金薄膜” 之稱的聚酰亞胺薄膜更是*佳選擇，它具備良好的光學(xué)性能，穩(wěn)定的熱學(xué)性能，能耐受有機(jī)溶劑的侵蝕22。

• 可制備無(wú)色透明薄膜：可以分別以聚酰亞胺樹(shù)脂粉和 PAA 為原料，采用旋涂工藝制備無(wú)色透明聚酰亞胺薄膜，可控制溶液黏度和旋涂轉(zhuǎn)速制備不同厚度的柔性基底薄膜，且薄膜表面光滑平坦。該薄膜是一種負(fù)雙折射材料，當(dāng)膜厚較薄時(shí)，由于等傾干涉現(xiàn)象，薄膜透光率譜線會(huì)出現(xiàn)較大幅度振動(dòng)。針對(duì)不同聚酰亞胺材料，可給出可用膜厚范圍，避免薄膜透光率波動(dòng)對(duì)器件發(fā)光光色的影響22。

• 寬帶減反射型透明水氧阻隔層：引入薄膜光學(xué)中減反射膜的設(shè)計(jì)思想，借助 TFcalc 光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)軟件，針對(duì)聚酰亞胺薄膜設(shè)計(jì)和優(yōu)化由氮化硅和氧化硅交替的四層結(jié)構(gòu)阻隔層，采用 PECVD 工藝制備。阻隔層的沉積可大幅度提高聚酰亞胺薄膜水氧阻隔性能，同時(shí)使復(fù)合膜的透光率在整個(gè)設(shè)計(jì)波段上明顯提升，復(fù)合膜表面光滑平坦并且具有較高的表面能和鉛筆硬度22。

• 正六邊形金屬網(wǎng)格電極制備：結(jié)合紫外光刻、電子束蒸發(fā)以及光刻膠剝離工藝在沉積了阻隔層的聚酰亞胺復(fù)合膜上制備正六邊形 Ni/Au 金屬網(wǎng)格。單獨(dú)的金屬網(wǎng)格已具備較高的導(dǎo)電性能、透光性能和彎折性能，還可作為輔助電極降低透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻，在制備大面積透明柔性導(dǎo)電基底以及柔性觸控膜方面有巨大應(yīng)用潛力22。

• 納米顆粒摻雜：對(duì)聚酰亞胺薄膜采用無(wú)機(jī)納米顆粒摻雜，利用摻雜顆粒對(duì)光的散射作用提高基底霧度以隱藏金屬網(wǎng)格。通過(guò)研究摻雜顆粒與薄膜基體的相對(duì)折射率、摻雜粒徑、摻雜濃度對(duì)復(fù)合膜透光率和霧度的影響，可根據(jù)實(shí)際需求選擇摻雜條件，獲得同時(shí)具備高透光率和高霧度的透明柔性基底22。

二、光電應(yīng)用領(lǐng)域

• 高折射率和良好透明度：包含高極化部分和吸電子基團(tuán)的聚酰亞胺通常具有高折射率和良好的透明度，在光電器件中具有巨大潛力。特別是在聚酰亞胺主鏈上引入羥基基團(tuán)，是增強(qiáng)溶解性并為有機(jī) - 無(wú)機(jī)鍵合提供反應(yīng)位點(diǎn)的重要策略。有機(jī)聚合物粘合劑和無(wú)機(jī)填料制備的復(fù)合材料由于其增強(qiáng)的機(jī)械、熱、光學(xué)和電學(xué)性能，*近引起了相當(dāng)大的關(guān)注。

  

  三星顯示或在大尺寸折疊設(shè)備上,使用透明聚酰亞胺薄膜

  
  

• 此外，雜化薄膜中的無(wú)機(jī)成分還可以作為電子受體，穩(wěn)定電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物，從而產(chǎn)生電可編程數(shù)字存儲(chǔ)性能。高性能聚酰亞胺還可以作為 AgNWs - 聚酰亞胺導(dǎo)電雜化薄膜的基底和保護(hù)劑，具有良好的粘附性、高彎曲性和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。由于聚酰亞胺的高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，所得的 AgNWs - 聚酰亞胺電極可以在高溫操作下保持其導(dǎo)電性能。因此，聚酰亞胺雜化物在光學(xué)和電學(xué)應(yīng)用中具有廣闊的前景23。

三、光降解防護(hù)與應(yīng)用領(lǐng)域

• 防護(hù)光降解：透明聚酰亞胺薄膜在光降解防護(hù)方面具有重要作用。從標(biāo)準(zhǔn)全芳香型 PI 薄膜的光降解機(jī)制、含氟與半脂環(huán)型透明 PI 薄膜的光降解研究以及透明 PI 薄膜光降解的防護(hù)與當(dāng)前典型應(yīng)用等角度進(jìn)行闡述。光穩(wěn)定劑在透明 PI 薄膜光降解防護(hù)中的應(yīng)用具有可行性，且具有特定的應(yīng)用特點(diǎn)和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)24。

四、航天領(lǐng)域

• 優(yōu)異的性能適應(yīng)航天需求：

• 無(wú)色透明聚酰亞胺（CPI）薄膜是一種光學(xué)性能優(yōu)異、機(jī)械性能良好、熱學(xué)性能穩(wěn)定、抗輻照性能優(yōu)異的高分子材料。在航天器有限的空間和運(yùn)載能力下，CPI 薄膜被廣泛應(yīng)用在大口徑光學(xué)透鏡、柔性太陽(yáng)能電池基板、遮光罩、太陽(yáng)帆等航天器件。

• 航天器運(yùn)行過(guò)程中，空間電子輻照可能導(dǎo)致 CPI 材料發(fā)生降解、導(dǎo)電等**效應(yīng)，而某些 CPI 薄膜具有優(yōu)異的抗電子輻照性能，如 CPI (TFMB - BADPS) 薄膜在經(jīng)過(guò)*大劑量的電子輻照后，在特定波長(zhǎng)處的透射率下降率均小于 5%。

• 電子輻照會(huì)導(dǎo)致 CPI 分子結(jié)構(gòu)中酰亞胺環(huán)、脂環(huán)結(jié)構(gòu)、C=O、C - O、O=S=O 鍵的斷裂，以及部分鍵的重組和交聯(lián)，但通過(guò)測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)與苯環(huán)中的 C 直接相連的 - CF?比與 C 直接相連的 - CF?更穩(wěn)定，脂環(huán)結(jié)構(gòu)相比于苯環(huán)結(jié)構(gòu)在電子輻照時(shí)更易發(fā)生斷裂，這主要是因?yàn)楸江h(huán)結(jié)構(gòu)的共軛效應(yīng)，能分散輻照能量，表現(xiàn)出良好的抗輻照性能25。

  
  

  五，汽車(chē)領(lǐng)域

  
  

• 耐熱性和耐候性：汽車(chē)在不同的環(huán)境條件下使用，透明聚酰亞胺薄膜能夠承受發(fā)動(dòng)機(jī)艙的高溫以及戶外的各種惡劣天氣條件，如高溫暴曬、低溫冷凍、酸雨侵蝕等，長(zhǎng)期保持性能穩(wěn)定，可用于制造汽車(chē)傳感器罩、車(chē)燈透鏡等部件.

• 輕量化需求：有助于汽車(chē)制造商實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的輕量化目標(biāo)，降低油耗和尾氣排放，提升汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性能，同時(shí)也不影響汽車(chē)的**性和可靠性.

• 良好的機(jī)械性能和抗沖擊性：在汽車(chē)行駛過(guò)程中，能夠承受路面顛簸、石子撞擊等外力沖擊，不易破裂或損壞，保障汽車(chē)零部件的正常使用和行車(chē)**.

• 光學(xué)性能和外觀設(shè)計(jì)：其高透明度和良好的光澤度可以滿足汽車(chē)制造商對(duì)于外觀設(shè)計(jì)的要求，使汽車(chē)零部件具有更好的視覺(jué)效果，提升汽車(chē)的整體品質(zhì)和美觀度.

• 六，能源領(lǐng)域

• 太陽(yáng)能電池基板：具有優(yōu)良的耐熱性和耐候性，可作為太陽(yáng)能電池的基板材料，在長(zhǎng)期的戶外使用過(guò)程中，能夠承受陽(yáng)光直射、高溫、潮濕等環(huán)境因素的影響，保證太陽(yáng)能電池的性能穩(wěn)定和壽命.

• 透明電極：其良好的導(dǎo)電性和透光性使其有可能作為透明電極材料應(yīng)用于一些新型的能源器件中，如有機(jī)太陽(yáng)能電池、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池等，替代傳統(tǒng)的銦錫氧化物（ITO）電極，降低成本并提高器件的性能.

• 鋰離子電池隔膜：具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠在鋰離子電池中起到隔離正負(fù)極、防止短路的作用，同時(shí)允許鋰離子的自由通過(guò)，提高電池的**性和循環(huán)性能.

• 燃料電池應(yīng)用：在燃料電池中，透明聚酰亞胺薄膜可用于制造質(zhì)子交換膜等關(guān)鍵部件，其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和質(zhì)子傳導(dǎo)性能有助于提高燃料電池的效率和壽命.

  
  

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  卷柔減反射(AR)玻璃的特點(diǎn):高透,膜層無(wú)色,膜硬度高,抗老化性強(qiáng)(耐候性強(qiáng)于玻璃),玻璃長(zhǎng)期使用存放不發(fā)霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機(jī)玻璃、節(jié)能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護(hù)玻璃等多行業(yè)。
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