
噴霧干燥技術優勢總結
工藝簡化:一步法直接將溶液轉化為粉體,省去傳統沉淀、過濾、洗滌等多道工序,生產效率提高 50% 精確控制: 粒徑可控 (1-1000μm),通過調整粘度、轉速、溫度等參數精確調控 分子量分布均一 (PDI≈1.4),批次穩定性優異,制品性能一致性好 應用拓展: 適用于各種聚酰亞胺體系,包括常規 PI、CPI (無色透明 PI)、光敏 PI 等 可與多種功能材料復合,拓展應用領域至光學、電子、能源、航空航天等 這三個案例展示了噴霧干燥技術在聚酰亞胺材料制備中的創新應用,特別是在光學透明性、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" 的材料開辟了更廣闊的應用空間。
案例一:光學級透明聚酰亞胺薄膜制備(光學領域) 使用那艾五型閉路循環噴霧干燥機(離心霧化器)
工藝概述: 將 20L 表觀粘度為 10mPas 的聚酰亞胺 NMP 溶液在氮氣保護下,通過蠕動泵輸送至離心噴霧器 離心轉速設定為 25000rpm,溶液霧化后進入噴霧干燥塔,溶劑迅速蒸發 收集的聚酰亞胺細粉(D50 粒徑約 5.8μm)經真空干燥和熱處理,獲得高純度聚酰亞胺粉體 粉體重新溶于 NMP,通過旋涂 / 流延成膜,形成光學級透明聚酰亞胺薄膜 創新應用: OLED 顯示基板:用于底發射型 OLED,要求 88% 以上透過率、熱膨脹系數<15ppm>370℃ 光學波導材料:利用聚酰亞胺優異的光學均勻性和熱穩定性,制備集成光學器件,滿足高精度光路傳輸需求 特殊光學元件:作為光學透鏡、棱鏡基材或保護膜,可通過調整配方實現特定光學性能 性能亮點: 600nm 波長處透過率達 90.22%,200-800nm 范圍內最大透過率達 91.32%(TFMB-CBDA 體系摻雜離子液體) 在 390nm 波長處透過率達 83.2%,色差值 b*<4,滿足高端光學應用需求
案例二:柔性電子基板材料制備(電子領域) 使用那艾五型氣流式噴霧干燥機
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,調整工藝參數:霧化風量 25L/min、進料量 5r/min、進口溫度 200℃ 噴霧干燥直接獲得聚酰亞胺模塑粉(目數 800-1000 目),無需粉碎工藝 粉體經真空程序升溫 (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 創新應用: 柔性印刷電路 (FPC) 基板:替代傳統剛性 PCB,用于可穿戴設備、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,通過離子交換技術 SMIE 表面改性,實現高精度溫度監測(精度 ±0.1℃) 壓力傳感器:與 MXene 復合,制備具有自愈功能的柔性壓力傳感器,用于觸覺反饋系統,靈敏度達 10kPa^-1 柔性顯示驅動電路:用于 AMOLED 顯示,實現 "軟硬結合" 的新型顯示模組,功耗降低 30%,響應速度提升 50% 性能亮點: 熱穩定性:5% 熱失重溫度 >500℃,滿足電子設備高溫工作環境 玻璃化轉變溫度 212℃,機械強度與傳統熱亞胺化法相當,分子量分布指數僅 1.43,批次穩定性優異
案例三:功能性聚酰亞胺納米材料制備(多功能應用) 使用那艾五型閉路循環噴霧干燥機(離心霧化器)
工藝概述: 將聚酰亞胺 / NMP 溶液通過噴霧干燥制備微納米顆粒,粒徑可通過調整工藝參數精確控制在 1-100μm 范圍 案例:在氮氣保護下,將 20L 粘度為 1000mPas 的聚酰胺酰亞胺 NMP 溶液通過離心噴霧器 (15000rpm) 霧化,獲得粒徑約 101μm 的聚酰亞胺粉體 進一步優化可獲得納米級聚酰亞胺顆粒(<100nm),用于特殊功能應用 創新應用: 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 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,可應用于環保型光學涂層和電子產品保護材料 光敏聚酰亞胺 (PSPI) 微球: 用于 MicroLED 顯示封裝,實現高分辨率圖案化,像素定義精度達 5μm 以下 應用于深 X 射線光刻,制備微機電系統 (MEMS) 部件,最小特征尺寸達亞微米級 聚酰亞胺基復合功能材料: 與 MXene 復合制備抗原子氧侵蝕的太空防護材料,用于航天器表面,壽命延長 5 倍 與二氧化硅復合制備高太陽反射率 (≥99.6%) 和中紅外發射率 (≥0.93) 的輻射冷卻薄膜,可使電子設備在陽光下溫度降低 30.6℃,解決戶外設備熱管理問題
噴霧干燥機在三種工藝的核心參數應用對比
| 參數 | 光學級透明薄膜 | 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 | 進口 200℃,出口 80-100℃ | 進口 200℃,出口 90-110℃ | 進口 180℃,出口 70-90℃ |
| 產物形態 | 超細粉體 (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 / 復合增強 |