
噴霧干燥技術(shù)優(yōu)勢(shì)總結(jié)
工藝簡(jiǎn)化:一步法直接將溶液轉(zhuǎn)化為粉體,省去傳統(tǒng)沉淀、過(guò)濾、洗滌等多道工序,生產(chǎn)效率提高 50% 精確控制: 粒徑可控 (1-1000μm),通過(guò)調(diào)整粘度、轉(zhuǎn)速、溫度等參數(shù)精確調(diào)控 分子量分布均一 (PDI≈1.4),批次穩(wěn)定性優(yōu)異,制品性能一致性好 應(yīng)用拓展: 適用于各種聚酰亞胺體系,包括常規(guī) PI、CPI (無(wú)色透明 PI)、光敏 PI 等 可與多種功能材料復(fù)合,拓展應(yīng)用領(lǐng)域至光學(xué)、電子、能源、航空航天等 這三個(gè)案例展示了噴霧干燥技術(shù)在聚酰亞胺材料制備中的創(chuàng)新應(yīng)用,特別是在光學(xué)透明性、電子柔性化和功能多元化方面的突破,為聚酰亞胺這一 "高分子材料金字塔頂端" 的材料開(kāi)辟了更廣闊的應(yīng)用空間。
案例一:光學(xué)級(jí)透明聚酰亞胺薄膜制備(光學(xué)領(lǐng)域) 使用那艾五型閉路循環(huán)噴霧干燥機(jī)(離心霧化器)
工藝概述: 將 20L 表觀粘度為 10mPas 的聚酰亞胺 NMP 溶液在氮?dú)獗Wo(hù)下,通過(guò)蠕動(dòng)泵輸送至離心噴霧器 離心轉(zhuǎn)速設(shè)定為 25000rpm,溶液霧化后進(jìn)入噴霧干燥塔,溶劑迅速蒸發(fā) 收集的聚酰亞胺細(xì)粉(D50 粒徑約 5.8μm)經(jīng)真空干燥和熱處理,獲得高純度聚酰亞胺粉體 粉體重新溶于 NMP,通過(guò)旋涂 / 流延成膜,形成光學(xué)級(jí)透明聚酰亞胺薄膜 創(chuàng)新應(yīng)用: OLED 顯示基板:用于底發(fā)射型 OLED,要求 88% 以上透過(guò)率、熱膨脹系數(shù)<15ppm>370℃ 光學(xué)波導(dǎo)材料:利用聚酰亞胺優(yōu)異的光學(xué)均勻性和熱穩(wěn)定性,制備集成光學(xué)器件,滿足高精度光路傳輸需求 特殊光學(xué)元件:作為光學(xué)透鏡、棱鏡基材或保護(hù)膜,可通過(guò)調(diào)整配方實(shí)現(xiàn)特定光學(xué)性能 性能亮點(diǎn): 600nm 波長(zhǎng)處透過(guò)率達(dá) 90.22%,200-800nm 范圍內(nèi)最大透過(guò)率達(dá) 91.32%(TFMB-CBDA 體系摻雜離子液體) 在 390nm 波長(zhǎng)處透過(guò)率達(dá) 83.2%,色差值 b*<4,滿足高端光學(xué)應(yīng)用需求
案例二:柔性電子基板材料制備(電子領(lǐng)域) 使用那艾五型氣流式噴霧干燥機(jī)
工藝概述: 將聚酰胺酸 (PAA) 溶液 (固含量 10-20%) 置于噴霧干燥器中,調(diào)整工藝參數(shù):霧化風(fēng)量 25L/min、進(jìn)料量 5r/min、進(jìn)口溫度 200℃ 噴霧干燥直接獲得聚酰亞胺模塑粉(目數(shù) 800-1000 目),無(wú)需粉碎工藝 粉體經(jīng)真空程序升溫 (80→100→130→180→250℃) 脫除溶劑和亞胺化,獲得分子量分布均一的聚酰亞胺材料 創(chuàng)新應(yīng)用: 柔性印刷電路 (FPC) 基板:替代傳統(tǒng)剛性 PCB,用于可穿戴設(shè)備、折疊屏等,厚度僅 99μm,可彎曲半徑 < 1mm 柔性傳感器基底: 溫度傳感器:在聚酰亞胺基板上制備銀溫度傳感元件,通過(guò)離子交換技術(shù) SMIE 表面改性,實(shí)現(xiàn)高精度溫度監(jiān)測(cè)(精度 ±0.1℃) 壓力傳感器:與 MXene 復(fù)合,制備具有自愈功能的柔性壓力傳感器,用于觸覺(jué)反饋系統(tǒng),靈敏度達(dá) 10kPa^-1 柔性顯示驅(qū)動(dòng)電路:用于 AMOLED 顯示,實(shí)現(xiàn) "軟硬結(jié)合" 的新型顯示模組,功耗降低 30%,響應(yīng)速度提升 50% 性能亮點(diǎn): 熱穩(wěn)定性:5% 熱失重溫度 >500℃,滿足電子設(shè)備高溫工作環(huán)境 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 212℃,機(jī)械強(qiáng)度與傳統(tǒng)熱亞胺化法相當(dāng),分子量分布指數(shù)僅 1.43,批次穩(wěn)定性優(yōu)異
案例三:功能性聚酰亞胺納米材料制備(多功能應(yīng)用) 使用那艾五型閉路循環(huán)噴霧干燥機(jī)(離心霧化器)
工藝概述: 將聚酰亞胺 / NMP 溶液通過(guò)噴霧干燥制備微納米顆粒,粒徑可通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)精確控制在 1-100μm 范圍 案例:在氮?dú)獗Wo(hù)下,將 20L 粘度為 1000mPas 的聚酰胺酰亞胺 NMP 溶液通過(guò)離心噴霧器 (15000rpm) 霧化,獲得粒徑約 101μm 的聚酰亞胺粉體 進(jìn)一步優(yōu)化可獲得納米級(jí)聚酰亞胺顆粒(<100nm),用于特殊功能應(yīng)用 創(chuàng)新應(yīng)用: 水分散聚酰亞胺: 制備的聚酰亞胺微納米顆粒初次分散濃度可達(dá) 20%,具有良好再分散性,可直接用于水性涂料,VOC 排放降低 90% 形成的透明聚酰亞胺薄膜完全亞胺化,可應(yīng)用于環(huán)保型光學(xué)涂層和電子產(chǎn)品保護(hù)材料 光敏聚酰亞胺 (PSPI) 微球: 用于 MicroLED 顯示封裝,實(shí)現(xiàn)高分辨率圖案化,像素定義精度達(dá) 5μm 以下 應(yīng)用于深 X 射線光刻,制備微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS) 部件,最小特征尺寸達(dá)亞微米級(jí) 聚酰亞胺基復(fù)合功能材料: 與 MXene 復(fù)合制備抗原子氧侵蝕的太空防護(hù)材料,用于航天器表面,壽命延長(zhǎng) 5 倍 與二氧化硅復(fù)合制備高太陽(yáng)反射率 (≥99.6%) 和中紅外發(fā)射率 (≥0.93) 的輻射冷卻薄膜,可使電子設(shè)備在陽(yáng)光下溫度降低 30.6℃,解決戶外設(shè)備熱管理問(wèn)題
噴霧干燥機(jī)在三種工藝的核心參數(shù)應(yīng)用對(duì)比
| 參數(shù) | 光學(xué)級(jí)透明薄膜 | 柔性電子基板 | 功能性納米材料 |
| 原料溶液 | 聚酰亞胺 / NMP (10mPas) | PAA/NMP (10-20% 固含) | 聚酰亞胺 / NMP (500-30000mPas) |
| 霧化方式 | 離心噴霧 (25000rpm) | 氣流式噴霧 (0.5-1MPa) | 離心噴霧 (15000rpm) |
| 干燥溫度 | 進(jìn)口 200℃,出口 80-100℃ | 進(jìn)口 200℃,出口 90-110℃ | 進(jìn)口 180℃,出口 70-90℃ |
| 產(chǎn)物形態(tài) | 超細(xì)粉體 (D50=5.8μm) | 模塑粉 (800-1000 目) | 微納米顆粒 (1-100μm) |
| 后處理 | 溶液成膜 + 高溫亞胺化 | 直接模壓成型 | 分散液 / 復(fù)合增強(qiáng) |
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