6月30日，備受關(guān)注的京滬高鐵正式開通運營。世界各國也都在積極關(guān)注高鐵的發(fā)展。而新材料是支撐高鐵技術(shù)的關(guān)鍵。
列車在高速運行的狀態(tài)下，發(fā)電機的溫度會升得很高，如果電機絕緣系統(tǒng)耐熱等級不夠，電機線路之間極易發(fā)生短路，造成危險。而高鐵的發(fā)電機之所以能夠**平穩(wěn)地正常運行，全部得益于電機絕緣系統(tǒng)采用了一種叫做高性能聚酰亞胺薄膜的絕緣材料。
高性能聚酰亞胺薄膜還有一個別稱——“黃金薄膜”。但長期以來，這種材料的研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)完全被美國和日本等國壟斷著。
近日，中科院化學(xué)所與深圳瑞華泰薄膜科技有限公司召開新聞發(fā)布會宣布：由雙方合作研發(fā)的高性能聚酰亞胺薄膜已成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
這意味著我國在這一技術(shù)領(lǐng)域打破了國外的長期技術(shù)壟斷，躋身******，同時也大大加快了我國航空航天、微電子、新能源、先進(jìn)制造等領(lǐng)域**材料應(yīng)用的國產(chǎn)化進(jìn)程。
八年攻關(guān)，滿足產(chǎn)業(yè)渴求
高性能聚酰亞胺薄膜性能穩(wěn)定，形態(tài)多樣，用途廣泛。在-269℃～400℃的范圍內(nèi)具有耐輻射、耐高熱、不燃燒、高韌性、低損耗等特點，具有極高的商業(yè)價值和戰(zhàn)略價值，被廣泛應(yīng)用于微電子、電氣絕緣、航空航天等領(lǐng)域。
伴隨著超大規(guī)模集成電路制造與封裝等高新技術(shù)的發(fā)展，我國對高性能聚酰亞胺薄膜的需求也日益增加。上世紀(jì)90年代后期，我國對這種薄膜的年需求量為500噸，到了2010年就已經(jīng)超過2800噸，每年以25%的速度增長。
但與這種高需求對應(yīng)的，卻是我國在該領(lǐng)域生產(chǎn)技術(shù)的長期落后、產(chǎn)能低下的現(xiàn)實。
中科院化學(xué)所高技術(shù)材料實驗室主任楊士勇介紹：“目前國內(nèi)有30多家從事這種薄膜生產(chǎn)的廠商，但大多還在采用早已被國外淘汰的流延法工藝進(jìn)行生產(chǎn)，水平低、規(guī)模小、污染大，并且只能用于電工絕緣用薄膜，而不能滿足微電子制造與封裝領(lǐng)域的高要求。”
其實，早在上世紀(jì)70年代，由原機械部和化工部牽頭，桂林電器所和上海合成樹脂所就分別從雙向拉伸法和流延法兩個方向開展了對這種材料的研發(fā)。但是由于種種原因，其制造工藝一直處于低水平徘徊的狀態(tài)。
“新材料產(chǎn)業(yè)研發(fā)周期長，市場導(dǎo)入周期也長，為了能夠快速投入生產(chǎn)，過去，我們曾一度試圖模仿、照搬西方的技術(shù)，而忽略了新材料的研發(fā)這一基礎(chǔ)性工作，無形中，反而多走了許多彎路?！鄙钲谌鹑A泰薄膜科技有限公司總經(jīng)理湯昌丹不無感慨地說。
2003年，在國家政策的大力扶持下，中科院化學(xué)研究所面向國家戰(zhàn)略需求，與深圳瑞華泰薄膜科技有限公司合作，共同致力于我國高性能聚酰亞胺薄膜產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研究。雙方合作，從基礎(chǔ)研究入手，與深圳瑞華泰緊密合作，攻克了從關(guān)鍵樹脂制備到連續(xù)雙向拉伸法等技術(shù)難題，終掌握了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能聚酰亞胺薄膜及其專用樹脂的制造技術(shù)。
“某跨國公司甚至在該項目的生產(chǎn)線還未建成時，就提出了高價收購深圳瑞華泰?！睖け硎荆瑖业膽?zhàn)略需求和市場的渴求，促使我國“黃金薄膜”在經(jīng)過八年努力后終于問世。
兩項關(guān)鍵技術(shù)，打破跨國公司壟斷
“黃金薄膜”問世之前，美、日企業(yè)控制著全球90%以上的市場份額。技術(shù)壟斷勢必導(dǎo)致價格壁壘，在長達(dá)近10年時間內(nèi)，國際大公司生產(chǎn)的聚酰亞胺薄膜一直保持在每公斤約1000元的高壟斷價位上。
這致使我國許多高新技術(shù)廠家對高性能聚酰亞胺薄膜的應(yīng)用望而卻步，嚴(yán)重制約了我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，“黃金薄膜”的研發(fā)成功徹底改變了這一格局。
在“黃金薄膜”的研發(fā)過程中，中科院化學(xué)所和深圳瑞華泰公司攻克的兩項關(guān)鍵技術(shù)，一項是新型薄膜專用樹脂的制備方法，另一項就是連續(xù)化雙向拉伸工藝的**控制技術(shù)。前者屬于基礎(chǔ)研究，后者屬于生產(chǎn)工藝研究。
“運用新型薄膜樹脂制成的‘黃金薄膜’，就好像添加了萊卡纖維的**棉布一樣?！睖ば蜗蟮乇扔髡f。
而連續(xù)雙向拉伸工藝，則是通過兩個方向的連續(xù)拉伸，大大增強了薄膜的強度和尺寸穩(wěn)定性?！叭绻f普通的塑料薄膜相當(dāng)于一只塑料袋，那么高性能聚酰亞胺薄膜無疑就是一只編織袋?！睖け硎?。
和國內(nèi)同類產(chǎn)品相比，所研制的高性能聚酰亞胺薄膜的拉伸性能得到明顯提高;和國外同類產(chǎn)品相比，其拉伸強度、伸長率和電氣絕緣性能等方面都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性，而價格卻比國外低得多。
湯昌丹表示，憑借著出色的性價比和本土化的優(yōu)勢，高性能聚酰亞胺薄膜進(jìn)入市場后，已經(jīng)表現(xiàn)出強勁的競爭力和價格優(yōu)勢。
未雨綢繆 站在技術(shù)制高點
在中科院化學(xué)所與深圳瑞華泰薄膜科技有限公司的通力合作下，該項目完成了一期工程，建成了3條1200毫米幅寬的連續(xù)化生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力達(dá)到350噸。
“但是，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)外市場的需求。計劃啟動的二期工程計劃投資6億元人民幣，建設(shè)8條高性能聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)線?！睖け硎荆诠こ掏瓿珊?，薄膜的年生產(chǎn)能力可達(dá)1500噸。
與此同時，中科院項目研究組也在進(jìn)行未雨綢繆的研究布局。
前一段時間，網(wǎng)上曾經(jīng)流行著一段有關(guān)“紙手機”的視頻。這種新型手機不僅具備普通手機的所有功能，而且像紙一樣能彎能折，而制造這種“紙手機”所用到的關(guān)鍵材料就是高性能聚酰亞胺薄膜的升級產(chǎn)物——透明薄膜。不過，這種手機目前還只停留在概念階段。
楊士勇透露，未來還將開展“黃金薄膜”的系列化與功能化研究，如透明薄膜、微孔膜等以滿足我國未來在柔性平板顯示器、汽車大功率燃料電池以及有機薄膜太陽能電池等新型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的需求。
在出席新聞發(fā)布會時，中科院化學(xué)所研究人員表示：“這一系列建設(shè)項目的完成，不但將使我國成為高性能聚酰亞胺薄膜的生產(chǎn)大國，同時也成為制造技術(shù)的強國，為我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展建立起關(guān)鍵支柱材料的生產(chǎn)基地?！?/p>
