单向聚酰亚胺薄膜拉伸取向工艺会对哪些性能指标产生改变
单向聚酰亚胺薄膜是在亚胺化前后沿单一方向进行拉伸,使高分子链沿拉伸方向发生定向排列,造成薄膜纵向、横向性能呈现明显各向异性,对下面各类性能指标产生改变。
一、力学性能指标
1. 拉伸强度、弹性模量:拉伸方向(纵向)分子链取向排布,纵向拉伸强度、弹性模量显著提升;未拉伸的横向分子链无序,横向拉伸强度、模量提升有限,纵横力学差距拉大。
单向聚酰亚胺薄膜是在亚胺化前后沿单一方向进行拉伸,使高分子链沿拉伸方向发生定向排列,造成薄膜纵向、横向性能呈现明显各向异性,对下面各类性能指标产生改变。
一、力学性能指标
1. 拉伸强度、弹性模量:拉伸方向(纵向)分子链取向排布,纵向拉伸强度、弹性模量显著提升;未拉伸的横向分子链无序,横向拉伸强度、模量提升有限,纵横力学差距拉大。
2. 断裂伸长率:纵向断裂伸长率下降,薄膜沿拉伸方向变脆;横向伸长率相对更高。取向度过高,纵向容易脆裂。
3. 抗撕裂性能:纵向抗撕裂能力下降,裂纹容易沿着取向方向扩展,出现纵向劈裂;横向抗撕裂相对较好。
二、热尺寸稳定性指标(热收缩率)
拉伸取向之后,薄膜存在内应力。高温条件下,沿拉伸纵向会产生明显热收缩;横向没有经过取向,热收缩数值很小。取向程度越高,纵向热收缩率越大;如果热定型工艺不足,高温使用时收缩现象会更加突出。
三、热机械相关性能
1. 热膨胀系数:纵向热膨胀系数降低;横向热膨胀系数变化不大,薄膜纵横热膨胀系数不一致。下游复合、覆合加工时,容易出现翘曲、起皱。
2. 玻璃化转变温度 Tg:适度取向会小幅提升 Tg;取向过度,内应力累积,会加剧高温下应力释放带来的形变。
四、介电绝缘性能
1. 分子链定向排列,会改变薄膜内部分子堆砌密度,介电常数会发生变化;
2. 击穿电压:适度拉伸致密度提升,击穿强度有所改善;拉伸过度产生微裂纹、微小缺陷,会造成击穿电压下降;
3. 介电损耗:取向工艺控制不当产生内部残余应力,高温工况下介电损耗会升高。
五、物理外观与加工性能
1. 透光率:拉伸取向控制不当,会出现晶点、微孔洞,薄膜雾度上升,透光性能下降。
2. 收缩卷曲倾向:残余取向内应力,薄膜存放、受热后容易发生单向卷曲。
3. 分切加工性能:纵向易劈裂,分切时容易出现毛边、纵向微裂口。
六、耐化学、耐溶剂性能
分子链有序紧密堆砌,拉伸方向耐溶剂侵蚀能力有所提升;但横向分子排列松散,耐溶剂弱于纵向;薄膜呈现出耐化学品的各向异性。
七、透气透水性能
分子链沿拉伸方向紧密排列,纵向方向气体水分子扩散阻力增大;横向扩散系数相对更高,薄膜透气透水出现各向差异。