Alles über transparente, farblose Polyimidfolie

Polyimidfolie Flexiso PI FI 16075

Alles über transparente, farblose Polyimidfolie

Alles über transparente, farblose Polyimidfolie

 

Polyimidfolie ist ein Elektroisolierstoff mit ganz besonderen Eigenschaften und kann daher vielseitig eingesetzt werden. Es handelt sich bei Polyimid (kurz: PI) um einen thermoplastischen Kunststoff für Hochtemperatur-Anwendungen.

Polyimidfolie ist sehr formbeständig, hat eine sehr hohe Spannungsfestigkeit und ist als kleberlose Folie auch HF-tauglich. Oft wird die Polyimidfolie selbstklebend ausgerüstet.

Wir möchten Ihnen hier die wichtigsten Informationen über Polyimidfolie an die Hand geben.

Was ist ein Polyimid?

Ein Polyimid ist eine Polymerklasse und kann vielseitig eingesetzt werden. Gute Beispiel sind dünne Folien, die für flexible Kabelisolierungen und auch für gedruckte Schaltungen verwendet werden. Ebenso kommen sie als Fasern für Brandschutzkleidung oder in Form von Hartschaumstoffen zur Isolierung von Flugzeugen und Schiffen zum Einsatz.

Polyimide haben praktische elektrische Eigenschaften, sind chemisch sehr beständig und behalten auch unter hohen Temperaturen ihre mechanischen Charakteristiken.

Typischerweise haben Polyimide eine charakteristische orange-braune Farbe. Dies kann man beispielsweise sehr gut bei starren gedruckten Schaltungen, etwa in Fernsehern, Radios, Handys und anderen elektronischen Geräten sehen. Da man hier die Teile aus Polyimid nicht sehen kann, spielte die Farbe im Gegensatz zu sichtbaren Displays keine Rolle.

Welches sind die Bestandteile der Polyimide?

Im Prinzip bestehen Polyimide aus zwei wesentlichen Bausteinen. Diese sind Diamine und Dianhydride. Diamine gehören zu den organische Verbindungen und haben zwei Aminogruppen. Dianhydride haben zwei doppelte Carbonsäure Anhydrid-Gruppen.

Beide Bestandteile haben die Tendenz, sehr aromatisch zu sein. Zudem weisen sie eine starke Absorption im UV-Bereich auf, welcher in den sichtbaren Teil des Spektrums geht. Hierdurch bekommen die Polyimide ihre charakteristische Färbung.

Ziel der Forschung der letzten Jahre war es, die Kombination der beiden Bestandteile zu untersuchen, um deren Vorteile für die Schaffung eines farblosen Polyimid zu erfassen. Letztendlich wurde das Ziel erreicht und farblose Polyimide geschaffen.

Was wird unter farblos verstanden?

Zunächst muss man sich vor Auge führen, dass „farblos“ Unterschiedliches bedeuten kann und es tatsächlich 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.

Welches sind die Vorteile der farblosen Polyimide?

Die Vorteile der farblosen Polyimidfolie sind sehr vielseitig, weswegen das Material wichtige Einsatzmöglichkeiten bietet:

  • hohe Lichtdurchlässigkeit
  • hohe Temperaturstabilität
  • hervorragende Oberflächenhärte
  • glatte Oberfläche
  • Säure- und Basenbeständigkeit
  • Feuchtigkeitsbarriere
  • Beständigkeit gegen Strahlung
  • einfache Weiterverarbeitung

Wo kommen farblose Polyimide zum Einsatz?

Wie bereits angedeutet sind Polyimide aufgrund der ausgezeichneten Kombination nützlicher Eigenschaften vielseitig einsetzbar. Insbesondere im elektronischen Bereich in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau, in der Unterhaltungselektronik und in anderen Hochtechnologiebereichen finden Polyimide oft Verwendung. Was die farblose Variante angeht, so wird vorhergesagt, dass sich diese vor allem im High Tech Bereich Anwendung findet. Wichtig ist, dass die korrekte Kombination der Bausteine erzielt wird, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Die Hauptanwendungsbereich sind Experten zufolge:

  • Smartphones
  • Photovoltaikzellen
  • Medizinische Anwendungen

Smartphones sind aus unserem Leben einfach nicht mehr wegzudenken. Gerade die Glasdisplays bereiten des Öfteren Kopfschmerzen, denn diese sind immer noch ziemlich bruchanfällig, oder sind zumindest von Rissen und Absplittern bedroht. Zudem bringt das Glas des Displays einiges an Eigengewicht mit sich, was sich auf das Gesamtgewicht des Handys negativ auswirkt. Bei Smartphones ist die Tendenz eher, dass das Telefon groß ist, da es nicht nur zum Telefonieren benutzt wird, sondern auch zum Googlen, für Apps aller Art und so weiter. Deshalb ist die Sache mit dem Gewicht durchaus ausschlaggebend.

Ein Smartphone, welches bei gleichbleibender Größe und Funktionalität deutlich leichter ist, hat einen ganz klaren Wettbewerbsvorteil. Dies kann erzielt werden, in dem das Glasdisplay ganz oder teilweise durch Folie ersetzt wird. Die Haptik ist ebenfalls taktil, das Display von hoher Qualität, selbstverständlich vollkommen farblos. Der zusätzliche Vorteil ist dann noch, dass das Display auch bei schweren Stößen und beim Herunterfallen nicht zerbricht.

Gemeinsam mit Photovoltaikzellen werden oft Glasabdeckplatten verwendet, die die empfindlichen Schaltkreise im Inneren schützen sollen. Auch hier ist das Gewicht des Glases ein negativer Faktor, da dies eine aufwändigere Befestigung benötigt, bzw. eventuell die Tragfähigkeit des Daches, auf dem die Photovoltaikzellen installiert werden sollen, übersteigt. Zudem besteht natürlich auch hier Bruchgefahr, vor allem wenn in der Nähe hohe Bäume stehen, deren Äste bei stärkerem Wind auf die Solaranlage fallen könnten. Die neue Polyimid-Technologie ist auch hier eine hervorragende Option, da sie die Photovoltaik wirkungsvoll schützt – und das bei deutlich geringerem Gewicht und ohne Gefahr des Glasbruchs.

Im medizinischen Bereich gibt es auch sehr viele Anwendungsmöglichkeiten. Zu denken ist hier beispielsweise an Schläuche zur Verabreichung von Medikamenten, da diese eine ausgezeichnete optische Qualität erfordern, ein geringes Gewicht haben sollten, thermische Stabilität bieten müssen und außerdem hohen Hygienestandards Genüge leisten sollen.

Wird derzeit aus farblosem, transparentem Polyimid auch Polyimidfolie hergestellt?

Heutzutage kann aus dem kommerziell erhältlichen Polyimid auch transparente Polyimidfolie gefertigt werden. Diese ist in unterschiedlichen Stärken erhältlich:

  • 0,025 mm
  • 0,05 mm
  • 0,075 mm

Ist das Stanzen der transparenten Polyimidfolie möglich?

Alle gängigen Verarbeitungsmethoden für Folien sind auch für die farblose Polyimidfolie einsetzbar. Hierzu gehört auf jeden Fall auch das Stanzen der Folie.

Kann auf die transparente Polyimidfolie eine Beschichtung aufgetragen werden?

Die Polyimidfolie kann so verarbeitet werden, dass sie selbstklebend ist. Sie ist also je nach den unterschiedlichen Anforderungen der Kunden mit verschiedenen Beschichtungen versehbar. Hierbei stehen unterschiedliche Klebersysteme zur Auswahl.

Warum ist das Marktpotential für transparente Polyimidfolie so groß?

Farblose Polyimide sind eine bahnbrechende Technologie und wird für die Verwendung in zahlreicher moderner Produkte der Unterhaltungs- und Kommunikationselektronik diskutiert. So arbeiten praktisch alle großen Hersteller von Elektronik derzeit an Faltdisplays. Samsung und Huawei haben sogar bereits Geräte auf dem Markt und Apple arbeitet intensiv an dem Projekt.

Ein weiteres zukunftsträchtiges Einsatzgebiet für transparente Polyimidfolie ist die als flexible Substrate für optoelektrische Bauelemente. Zu denken ist in diesem Zusammenhang beispielsweise an flexible organische lichtemittierende Anzeigegeräte mit aktiver Matrix (AMOLEDs), flexible Druckschaltungsplatten (FPCBs) und flexible Solarzellen.

Der große Vorteil ist, dass sich die durch die farblose Polyimidfolie möglich gemachten Displays völlig problemlos aufrollen und dann transportieren lassen. Sie sind leicht, platzsparend , widerstandsfähig und haben taktile Eigenschaften.

Ist transparente Polyimidfolie kommerziell verfügbar?

Immer mehr Unternehmen interessieren sich für die kommerzielle Herstellung der praktischen, auf Polyimid basierenden Displays. Mittlerweile haben einige Unternehmen sichere Lieferketten aufgebaut und das Scale-Up der Produktion wird unter Gewährleistung der Nachhaltigkeit beherrscht. Es ist zu erwarten, dass die Zahl der Unternehmen aufgrund des innovativen Produkts, für welches eine klare Nachfrage existiert, deutlich steigen wird.

Es muss allerdings auch darauf hingewiesen werden, dass – wie bei jeder neuen Technologie – die Anfangskosten hoch sein werden, weswegen aller Wahrscheinlichkeit nach in einer ersten Etappe High-End Produkte mit der neuen Technologie ausgestattet werden.

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.

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