Alles über transparente, farblose Polyimidfolie

Alles über transparente, farblose Polyimidfolien

Polyimidfolie ist ein Elektroisolationsmaterial mit ganz besonderen Eigenschaften und daher vielseitig einsetzbar. Polyimid (kurz PI) ist ein thermoplastischer Werkstoff für Hochtemperaturanwendungen.

Polyimidfolie ist sehr formstabil, hat eine sehr hohe Spannungsfestigkeit und ist als nicht klebende Folie auch für HF geeignet. Die Polyimidfolie ist oft selbstklebend.

Wir möchten Sie mit den wichtigsten Informationen rund um Polyimidfolien versorgen.

Was ist ein Polyimid?

Ein Polyimid ist eine Klasse von Polymeren und hat viele Anwendungen. Gute Beispiele sind dünne Folien, die für flexible Kabelisolierungen und auch für gedruckte Schaltungen verwendet werden. Sie werden auch als Fasern für Brandschutzbekleidung oder in Form von Hartschaumstoffen zur Isolierung von Flugzeugen und Schiffen verwendet.

Polyimide haben praktische elektrische Eigenschaften, sind chemisch sehr stabil und behalten ihre mechanischen Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen.

Typischerweise haben Polyimide eine charakteristische orange-braune Farbe. Dies ist beispielsweise bei starren Leiterplatten wie Fernsehern, Radios, Handys und anderen elektronischen Geräten sehr gut zu erkennen. Da die Polyimidteile hier nicht zu sehen sind, spielte die Farbe im Gegensatz zu sichtbaren Displays keine Rolle.

Was sind die Bestandteile der Polyimide?

Grundsätzlich bestehen Polyimide aus zwei Hauptbausteinen. Dies sind Diamine und Dianhydride. Diamine sind organische Verbindungen und haben zwei Aminogruppen. Dianhydride haben zwei doppelte Carbonsäureanhydridgruppen.

Beide Zutaten neigen dazu, sehr aromatisch zu sein. Sie haben auch eine starke Absorption im UV-Bereich, die bis in den sichtbaren Teil des Spektrums reicht. Dadurch erhalten die Polyimide ihre charakteristische Farbe.

Das Ziel der Forschung in den letzten Jahren war es, die Kombination der beiden Inhaltsstoffe zu untersuchen, um ihre Vorteile bei der Herstellung eines farblosen Polyimids zu verstehen. Letztendlich wurde das Ziel erreicht und es wurden farblose Polyimide hergestellt.

Was versteht man unter farblos?

Zunächst einmal muss man bedenken, dass „farblos“ verschiedenes bedeuten kann und dass es eigentlich zwei verschiedene Faktoren gibt, die Farblosigkeit erklären können:

• Definition durch den sogenannten Yellowness-Index (YI). Es handelt sich hierbei um eine Skala, in der z.B. ein normales Trinkglas einen YI von Null hat. Eine typische Polycarbonatfolie hätte einen YI von 0,5 und eine normale Polyimidfolie läge bei etwa 90. Derzeit liegt das Ziel für sogenannte farblose Polyimide bei ca. 2.
• Die zweite Option ist die Transparenz. Diese physikalische Eigenschaft gibt Auskunft darüber, wie viel Licht ohne Streuung durch ein Material durchgelassen wird. Definiert wird die Transparenz einerseits durch die Durchlässigkeit, also wie viel Licht einer bestimmten Wellenlänge durch das Material geht, ohne dass dieses gestreut wird. Andererseits definiert die Trübung die Menge des im Material gestreuten Lichts. So ist Klebeband von Scotch zwar farblos, weist aber eine deutliche Trübung auf. Die Polyimidfolie ist zwar orange, aber dennoch transparent. Das Trinkglas ist beides, farblos und transparent.

Welche Vorteile haben farblose Polyimide?

Die Vorteile der farblosen Polyimidfolie sind sehr vielseitig, weshalb das Material wichtige Anwendungsgebiete bietet:

• hohe Lichtdurchlässigkeit
• hohe Temperaturstabilität
• ausgezeichnete Oberflächenhärte
• glatte Oberfläche
• Säure- und Laugenbeständigkeit
• Feuchtigkeitsbarriere
• Strahlungsbeständigkeit
• einfache Weiterverarbeitung

Wo werden farblose Polyimide verwendet?

Wie bereits angedeutet, sind Polyimide aufgrund der hervorragenden Kombination nützlicher Eigenschaften vielseitig einsetzbar. Insbesondere im Elektronikbereich, in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau, in der Unterhaltungselektronik und in anderen Hightech-Bereichen werden Polyimide häufig eingesetzt. Was die farblose Variante angeht, wird voraussichtlich vor allem im Hightech-Bereich zum Einsatz kommen. Wichtig ist, dass die richtige Kombination der Komponenten erreicht wird, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Die Hauptanwendungsgebiete sind laut Experten:

• Smartphones
• Photovoltaik-Zellen
• Medizinische Anwendungen

Smartphones sind aus unserem Leben einfach nicht mehr wegzudenken. Vor allem die Glasdisplays bereiten oft Kopfzerbrechen, weil sie noch recht bruchanfällig sind oder zumindest von Rissen und Splittern bedroht sind. Zudem hat das Glas des Displays viel Eigengewicht, was sich negativ auf das Gesamtgewicht des Handys auswirkt. Bei Smartphones ist das Telefon tendenziell größer, da es nicht nur zum Telefonieren, sondern auch zum Googeln, für allerlei Apps und so weiter verwendet wird. Deshalb ist die Frage des Gewichts entscheidend.

Ein deutlich leichteres Smartphone bei gleicher Größe und Funktionalität hat einen ganz klaren Wettbewerbsvorteil. Dies kann erreicht werden, indem das Glasdisplay ganz oder teilweise durch Folie ersetzt wird. Auch die Haptik ist taktil, das Display ist hochwertig, natürlich komplett farblos. Der zusätzliche Vorteil ist, dass das Display auch bei starken Stößen oder beim Herunterfallen nicht bricht.

Glasabdeckplatten werden oft zusammen mit Photovoltaikzellen verwendet, um die empfindlichen Schaltkreise im Inneren zu schützen. Auch hier ist das Gewicht des Glases ein negativer Faktor, da dieses eine aufwendigere Befestigung erfordert oder möglicherweise die Tragfähigkeit des Daches, auf dem die Photovoltaikzellen installiert werden sollen, übersteigt. Außerdem besteht natürlich Bruchgefahr, insbesondere wenn in der Nähe hohe Bäume stehen, deren Äste bei stärkerem Wind auf die Sonnenanlage fallen könnten. Auch hier bietet sich die neue Polyimid-Technologie hervorragend an, da sie die Photovoltaik effektiv schützt – und das bei deutlich geringerem Gewicht und ohne Glasbruchgefahr.

Auch im medizinischen Bereich gibt es viele Anwendungsmöglichkeiten. Denken Sie hier beispielsweise an Tuben zur Medikamentenverabreichung, da diese eine hervorragende optische Qualität erfordern, ein geringes Gewicht haben, thermische Stabilität bieten und zudem hohe Hygienestandards erfüllen müssen.

Stellen Sie derzeit Polyimidfolien aus farblosem, transparentem Polyimid her?

Heutzutage kann das kommerziell erhältliche Polyimid auch verwendet werden, um transparente Polyimidfolien herzustellen. Diese gibt es in verschiedenen Stärken:

• 0,013 mm
• 0,025 mm
• 0,050 mm
• 0,075 mm

Ist es möglich, die transparente Polyimidfolie zu stanzen?

Alle gängigen Verarbeitungsverfahren für Folien können auch für die farblose Polyimidfolie verwendet werden. Dazu gehört auf jeden Fall das Stanzen der Folie.

Kann die transparente Polyimidfolie beschichtet werden?

Die Polyimidfolie kann selbstklebend verarbeitet werden. Es kann daher je nach den unterschiedlichen Anforderungen der Kunden mit unterschiedlichen Beschichtungen versehen werden. Es stehen verschiedene Klebesysteme zur Auswahl.

Warum ist das Marktpotenzial für transparente Polyimidfolien so groß?

Farblose Polyimide sind eine bahnbrechende Technologie und werden für die Verwendung in vielen modernen Produkten der Unterhaltungs- und Kommunikationselektronik diskutiert. Praktisch alle großen Elektronikhersteller arbeiten derzeit an Faltdisplays. Samsung und Huawei haben sogar Geräte auf dem Markt und Apple arbeitet intensiv an dem Projekt.

Ein weiteres vielversprechendes Anwendungsgebiet für transparente Polyimidfilme sind flexible Substrate für optoelektrische Komponenten. In diesem Zusammenhang sind beispielsweise flexible organische lichtemittierende Anzeigevorrichtungen mit aktiver Matrix (AMOLEDs), flexible Leiterplatten (FPCBs) und flexible Solarzellen zu betrachten.

Der große Vorteil ist, dass die durch die farblose Polyimidfolie ermöglichten Displays problemlos aufgerollt und transportiert werden können. Sie sind leicht, platzsparend, robust und haben haptische Eigenschaften.

Ist transparente Polyimidfolie im Handel erhältlich?

Immer mehr Firmen interessieren sich für die kommerzielle Produktion der praktischen Displays auf Polyimidbasis. Inzwischen haben einige Unternehmen sichere Lieferketten etabliert und das Scale-up der Produktion unter Wahrung der Nachhaltigkeit gemeistert. Es ist zu erwarten, dass die Zahl der Unternehmen durch das innovative Produkt, für das eine klare Nachfrage besteht, deutlich steigen wird.

Allerdings muss auch darauf hingewiesen werden, dass – wie bei jeder neuen Technologie – die Anschaffungskosten hoch sein werden, weshalb aller Voraussicht nach High-End-Produkte in einem ersten Schritt mit der neuen Technologie ausgestattet werden.

Die Dr. Dietrich Müller GmbH liefert die neue transparente, farblose Polyimidfolie auch in kleinen Mengen:

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sind die bereits ab Lager verfügbaren Typen.