一、聚酰亞胺行業(yè)概況

1、應(yīng)用領(lǐng)域

聚酰亞胺是分子中含有酰亞胺基團(tuán)的雜環(huán)聚合物，是迄今綜合性能最高的聚合物品種之一。通用塑料和工程塑料的產(chǎn)品加工模式通常是由供應(yīng)商提供基礎(chǔ)樹(shù)脂，再由生產(chǎn)企業(yè)加工成各種制品供應(yīng)市場(chǎng)，而聚酰亞胺相關(guān)企業(yè)大多是集合了材料合成與制品成型，直接向市場(chǎng)提供制品。聚酰亞胺產(chǎn)品的形態(tài)包括薄膜、漿料、樹(shù)脂、纖維、泡沫、復(fù)合材料等：

聚酰亞胺主要產(chǎn)品及應(yīng)用領(lǐng)域

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2、合成方法

聚酰亞胺通過(guò)聚酰胺酸（PAA）中間產(chǎn)物的兩步法是最早采用的一種經(jīng)典合成方法。盡管兩步法存在PAA貯存穩(wěn)定性不佳等問(wèn)題，但其至今仍是采用最多、地位最重要的一種聚酰亞胺成方法。

聚酰亞胺的合成方法

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二、聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)鏈

聚酰亞胺具有非常廣泛的用途，尤其是在一些高科技、高附加值的產(chǎn)業(yè)中，而且在每一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都發(fā)揮了突出的作用。聚酰亞胺在絕緣材料中和結(jié)構(gòu)材料方面的應(yīng)用正不斷擴(kuò)大；在功能材料方面正嶄露頭角，其潛力仍在發(fā)掘中。但是與其他聚合物比較，聚酰亞胺亞胺的成本還是太高，今后聚酰亞胺研究的主要方向之一仍應(yīng)是在單體合成及聚合方法上尋找降低成本的途徑。

聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)鏈

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PI薄膜屬于高技術(shù)壁壘行業(yè)，中國(guó)大陸起步晚，還處于追趕階段，多數(shù)生產(chǎn)商以生產(chǎn)電工級(jí)產(chǎn)品（價(jià)格10~30萬(wàn)元/噸）為主，低端電絕緣PI薄膜市場(chǎng)基本已實(shí)現(xiàn)自給，但高性能電子領(lǐng)域的產(chǎn)品仍然高度依賴進(jìn)口（進(jìn)口率85%以上，日本、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣省是最主要的進(jìn)口來(lái)源地）。PI薄膜與碳纖維、芳綸纖維并稱為制約我國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大瓶頸性關(guān)鍵材料。

中國(guó)PI薄膜應(yīng)用需求分布（單位：%）

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三、全球聚酰亞胺行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模

從全球市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，2021年全球聚酰亞胺薄膜市場(chǎng)規(guī)模約為22億美元，到2022年全球聚酰亞胺（PI）薄膜材料的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到24.5億美元。中國(guó)國(guó)內(nèi)PI膜市場(chǎng)的規(guī)模，預(yù)計(jì)將超過(guò)72億元。

2017-2022年全球聚酰亞胺膜材料市場(chǎng)規(guī)模(億美元)

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四、中國(guó)聚酰亞胺行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

1、透明PI薄膜專利

目前增加PI透明性的手段有3種，第一種是添加含氟單體，1967年杜邦申請(qǐng)了第一件CPI薄膜的專利［38］，采用的就是這種手段，但含氟單體在成本和環(huán)保性方面優(yōu)勢(shì)不足；第二種手段是降低分子的芳香性，通常是引入脂族結(jié)構(gòu)，但這種CPI材料的耐熱性會(huì)受到一定影響；第三種手段是引入大體積側(cè)基或非共平面結(jié)構(gòu)（砜基、醚鍵、苯并咪唑等）。提高PI透用性也可以采用兩種或兩種以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行組合。

透明PI薄膜專利申請(qǐng)量的技術(shù)構(gòu)成（單位：%）

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2、市場(chǎng)價(jià)格

受技術(shù)差異影響，我國(guó)不同類別PI膜價(jià)格相差較大，低端PI薄膜產(chǎn)品價(jià)格呈現(xiàn)降價(jià)趨勢(shì)，而高端PI薄膜產(chǎn)品價(jià)格較高。其中，低端電工PI薄膜為20萬(wàn)元每噸，低端電子PI薄膜為25萬(wàn)元每噸；電子PI薄膜與熱控PI薄膜是35-100萬(wàn)元每噸；高端電子PI薄膜是100-200萬(wàn)元每噸，例如COF；CPI價(jià)格最高，可達(dá)到每噸2000-3000萬(wàn)元。

不累類別PI薄膜的市場(chǎng)價(jià)格

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五、聚酰亞胺行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局分析

1、全球市場(chǎng)格局

從全球市場(chǎng)來(lái)看，包括美國(guó)杜邦公司、日本鐘淵化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社、日本東麗株式會(huì)社、日本宇部興產(chǎn)株式會(huì)社和韓國(guó)SKC Kolon PI公司在內(nèi)的美、日、韓企業(yè)占據(jù)了整個(gè)行業(yè)近80%的產(chǎn)能，其中美國(guó)杜邦公司2021年產(chǎn)量約為3500噸，占比超過(guò)全球總產(chǎn)量的20%。

2021年全球PI膜行業(yè)市場(chǎng)格局（單位：%）

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2、國(guó)內(nèi)企業(yè)布局情況

我國(guó)的PI產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后，技術(shù)起步較晚，還處于模仿國(guó)外研發(fā)的階段。國(guó)內(nèi)PI企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模較?。ǘ酁榘賴嵓?jí)裝置，90%以上是薄膜產(chǎn)品），并且產(chǎn)品性能不穩(wěn)定、精細(xì)化程度低、品種少。PI大類別和高端產(chǎn)品基本全部被國(guó)外企業(yè)壟斷，嚴(yán)重制約了我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但經(jīng)過(guò)幾十年的積累，國(guó)內(nèi)不少?gòu)S商已有豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了大量技術(shù)人才，正試圖打破海外巨頭的壟斷，包括長(zhǎng)春高琦、深圳瑞華泰、桂林電科院、江蘇奧神等在內(nèi)的國(guó)內(nèi)企業(yè)在PI薄膜、纖維等領(lǐng)域都取得了較大進(jìn)展。

六、聚酰亞胺產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向

1、低溫合成聚酰亞胺PI

一般情況下，PI通常由二胺和二酐反應(yīng)生成其預(yù)聚體—聚酰胺酸(PAA)后，必須在高溫（＞300℃）下才能酰亞胺化得到，這限制了它在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。同時(shí)，PAA溶液高溫酰亞胺化合成PI過(guò)程中易產(chǎn)生揮發(fā)性副產(chǎn)物且不易儲(chǔ)存與運(yùn)輸。因此研究低溫下合成PI是十分必要。目前改進(jìn)的方法有：1）一步法；2）分子設(shè)計(jì)；3）添加低溫固化劑。

2、薄膜輕薄均勻化

伴隨著宇航、電子等工業(yè)對(duì)于器件減重、減薄以及功能化的應(yīng)用需求，超薄化是PI薄膜發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。按照厚度（d）劃分，PI薄膜一般可分為超薄膜（d≤8m）、常規(guī)薄膜（8m＜d≤50m，常見(jiàn)膜厚有12.5、25、50m）、厚膜（50m＜d≤125m，常見(jiàn)厚度為75、125m）以及超厚膜（d＞125m）。目前，制備超薄PI薄膜的方法主要為可溶性PI樹(shù)脂法和吹塑成型法。

3、低介電常數(shù)材料

當(dāng)電子元器件的尺寸縮小至一定尺度時(shí)，布線之間的電感-電容效應(yīng)逐漸增強(qiáng)，導(dǎo)線電流的相互影響使信號(hào)遲滯現(xiàn)象變得十分突出，信號(hào)遲滯時(shí)間增加。而延遲時(shí)間與層間絕緣材料的介電常數(shù)成正比。較高的信號(hào)傳輸速度需要層間絕緣材料的介電常數(shù)降低至2.0～2.5（通常PI的介電常數(shù)為3.0～3.5）。目前，降低PI薄膜介電常數(shù)的方法分為四類：1）氟原子摻雜；2）無(wú)氟/含氟共聚物；3）含硅氧烷支鏈結(jié)構(gòu)化；4）多孔結(jié)構(gòu)膜。

4、透明PI

有機(jī)化合物的有色，是由于它吸收可見(jiàn)光(400~700nm)的特定波長(zhǎng)并反射其余的波長(zhǎng)，人眼感受到反射的光而產(chǎn)生的。聚酰亞胺分子結(jié)構(gòu)中存在較強(qiáng)的分子間及分子內(nèi)相互作用，因而在電子給體（二胺）與電子受體（二胺）間易形成電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物(CTC)，而CTC的形成是造成材料對(duì)光產(chǎn)生吸收的內(nèi)在原因。

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