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關鍵詞：聚醯亞胺；羧酸化石墨烯；複合薄膜；分散；碳化；石墨化；導熱係數；柔性；完整性；結構演變
隨著高集成化電子設備運行速度和功耗的增大，器件的熱量輸出急劇上升，對材料的導熱性能提出了極高的要求。聚合物材料自身的導熱率較小，而通過碳化和石墨化將其從非晶結構轉變為石墨狀結構，可大幅提高材料的導熱率。聚醯亞胺（PI）由於其製備過程簡單、成本低、碳收率高，且易於控制碳化和石墨化過程，因而成為最有前途的導熱碳膜前體之一。在PI膜中添加無機填料可改善複合膜的機械和熱學性能,同時進一步提高所製備碳膜和石墨膜的導熱性能。
近期，研究人員通過酸化將石墨烯（GN）轉化為具有羧酸基的石墨烯（GO-COOH），之後經原位聚合製備了羧酸化石墨烯/聚醯亞胺複合薄膜（GO-COOH/PI）。在此基礎上，通過碳化和石墨化將此複合薄膜轉變為導熱碳膜和石墨膜。
由於GN在溶劑中的分散性差，因此與PI膜相比，由GN/PI複合膜製備的碳膜和石墨膜的性能僅有小幅度改善。而對於GO-COOH，邊緣的羧基使其分散性得到改善。與PI膜相比，GO-COOH/PI複合膜顯示出更強的分子間相互作用，因而具有出色的柔韌性、拉伸強度和導熱性能。隨著GO-COOH添加量增加，分子間作用增強，2wt％的GO-COOH/PI複合膜表現出最佳性能。
研究發現，由PI膜製備的碳膜和石墨膜無法保持完整形貌，經2500℃處理形成石墨結構的同時也產生了缺陷，不利於實際應用。相比之下，GO-COOH的添加對降低碳化和石墨化溫度、改善薄膜性能有很大作用。
2 wt% GO-COOH/PI films treated with different temperatureGO-COOH/PI複合膜在低溫、中溫和超高溫下都會發生碳化；經2500℃處理的2wt％GO-COOH/PI複合膜所製備石墨膜，表面更光滑且相對均勻、無太多褶皺，並且石墨膜的顏色為深灰色，反映出更高程度的石墨化。該石墨膜可以保持整體完整性並可實現一定程度的彎曲，這表明石墨膜的柔韌性得到改善。
treated with 2500 °C (a) (b) graphite films by preparation of PI films; (c) (d) graphite films by preparation of 2 wt% GO-COOH/PI composite films
carbon films and graphite films prepared by PI films, 2 wt% GO-COOH/PI composite films treated with 1000 °C, 1500 °C, 1800 °C, 2200 °C and 2500 °C (a–e) PI films (f–j) 2 wt% GO-COOH/PI composite films研究表明，GO-COOH可以誘導石墨膜的石墨化，彌補碳化和石墨化過程中石墨膜的缺陷，因此在相同溫度下處理可提高石墨膜的完整性和導熱率。其中，2wt％GO-COOH/PI複合膜所製備石墨膜表現出極好的導熱率（760.386 W/m∙K），與PI膜所製備石墨膜相比提高了128％。
研究成果發表在國際學術期刊 Ceramics International （2021，47：1076），第一作者和通訊作者分別是山東大學的L.R. Ma和Y.X. Wang。
以上內容文章出自公眾號《聚醯亞胺科技》，以下內容與上述內容非同一篇，僅作為行業資訊展開，非嚴謹之處，請見諒，內容來自網絡，侵刪。版權歸原作者所有，本公眾號發表僅供科普和交流。
來源：OFweek
上個月，華為在巴塞隆納發布了全新5G摺疊屏手機Mate Xs，為Mate X的升級版，Mate Xs升級了5G SoC 麒麟 990 5G，同時在鉸鏈結構、摺疊屏強度上，進行了改良。
雙層聚醯亞胺，性能提升80%
據了解，Mate Xs屏幕採用聚醯亞胺柔性材質（CPI），強度比單層提升80%。不過，屏幕比黃金還貴，聽說換一次屏幕要7000元以上。
於此同時，三星新款摺疊屏手機Galaxy Z Flip則用上最新的超薄玻璃（UTG），號稱更加耐磨。
目前看來，UTG和CPI均屬於可摺疊蓋板潛力材料，互有優勢；UTG相較於CPI目前良率較低,實現穩定量產廠家較少；CPI日韓實現規模量產，UTG僅個別企業實現部分量產；UTG和CPI國內企業處於產業化研發階段。
超薄玻璃+CPI或是出路
據華夏幸福產業研究院稱：UTG和CPI的優勢互補複合使用或是另一種新的思路。巧合的是韓國媒體《電子報》(The Elec)報導稱，三星正在為他們的下一代可摺疊手機開發新的屏幕，該屏幕結合了超薄玻璃（Ultra-Thin Glass）與初代三星 Galaxy Fold 屏幕使用的聚醯亞胺技術。這種分層屏幕將使用透明膠粘劑，以獲得兩全其美的效果——超薄玻璃的剛性和聚醯亞胺塑料材料的韌性。
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國內尚未突破，附科隆等公司最新專利
曾有韓媒報導華為Mate X屏幕上的外保護層由韓國科隆工業(Kolon Industries）提供，之後由日本DNP負責「硬塗層」處理。與此同時，我們通過公開信息獲悉京東方表示公司在為華為Mate X手機供應柔性AMOLED產品。追根溯源，我們了解一下科隆等公司最近在忙些什麼？
2020.1.21-Kolon
交聯改善PI尺寸穩定性
亮點：
本發明涉及一種高耐熱性聚醯亞胺酸溶液和具有改善熱尺寸穩定性的聚醯亞胺膜，採用了引入了1-10mol%的含羧酸官能團的二胺化合物可以包括選自1,3-二氨基苯甲酸（DABA），3,5-二氨基鄰苯二甲酸（DAPA），和4,4-二氨基聯苯-3,3-四羧酸（DATA）。使得聚醯亞胺主鏈通過醯胺鍵交聯（-CO-NH-），提升熱穩定性。
性能：
a. 在50至500°C的溫度下具有5 ppm /°C或更低的熱膨脹係數（CTE），並且CTE增加指數為10或更低
b.聚醯亞胺膜的抗張強度為250至350 MPa，彈性模量為7.0至10.0 GPa，伸長率為13至15％。
2019.8.6-SK
聚醯胺酸樹脂和聚醯胺醯亞胺薄膜實現高模量和優異的光學性質
聚醯亞胺作為防護玻璃的替代物備受關注。本發明的實施方式旨在提供一種聚醯胺酸樹脂，該聚醯胺酸樹脂不僅能夠在可見光總波長區域中而且在短波長區域中實現高透光率，並且具有低黃度指數，同時實現固有的優異的機械性能，以及聚醯胺醯亞胺薄膜，具有特定組分的組合聚醯胺醯亞胺樹脂，能夠實現高模量。
亮點：
在聚合物鏈中引入2.50-7.00mol%的芳族二酸二氯化物形成醯胺結構，並且可以改善機械性能，不影響光學性能的前提下，提高模量。芳香族二酸二氯化物沒有特別限制，例如可以是選自對苯二甲醯氯（TPC），間苯二甲醯氯（IPC），1,1'-聯苯-4中的任何一種或兩種以上的混合物。，4，-二羰基二氯化物（BPC），1，4-萘二甲酸二氯化物，2，6-萘二甲酸二氯化物和1，5-萘二甲酸二氯化物。當使用其兩種或更多種的混合物時，優選包括對苯二甲醯氯。更優選地，單獨使用對苯二甲醯氯是更優選的，因為這可以同時提高機械強度的物理性能，不僅在整個可見光區域而且在短波長區域的透光率以及黃指數。
性能：
a)厚度：45至55μm，寬：10mm，長：50mm的試樣在拉伸速率25mm/min下測得模量為5.0GPa
b)聚醯胺醯亞胺膜的總透光率為88％以上，黃指數3.0以下
c)聚醯胺醯亞胺膜在388nm下測得的透光率為60％以上
2020.1.7 -Kolon
聚醯胺-醯亞胺前體，聚醯胺-醯亞胺膜和包括該聚醯胺前體的顯示器件
聚醯亞胺樹脂由於其芳香環密度高而為褐色或黃色，因此在可見光範圍內的透射率低。另外，它呈現淡黃色，這降低了光透射率並增加了雙折射，使得難以將其用於光學構件。另外，當改善其光學性能時，可能導致比傳統的黃色聚醯亞胺膜更低的Tg，從而使其難以在需要300℃以上的高溫的領域中使用。
本專利的工作：包含第一種聚合（二酐和二胺聚合），第二種聚合物（二胺和芳香族二羰基化合物的聚合）之後共聚。二胺包括9,9-雙（4-氨基苯基）芴（FDA）和9,9-雙（4-氨基-3-氟苯基）芴（F-FDA）中至少一種的3~50 mol%。
性能：
*內容摘自高分子科學前沿
內容聲明：內容來源原作者， 著作權歸原作者所有。
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