1960年美国杜邦公司开发出聚酰亚胺高分子薄膜(Kapton 系列),该材料在-200~260 ℃范围以其优异的机械性能、电气绝缘性能、化学稳定性和抗辐射性能等受到广泛的关注。目前,适用空间领域的聚酰亚胺材料以热固型薄膜为主,并广泛应用在航天器热控和电子绝缘。近年,随着新型聚酰亚胺材料的研制和薄膜制备工艺的发展,我国的高性能聚酰亚胺薄膜研究与生产已走入工程化阶段。
在聚酰亚胺的各种应用形式中,薄膜作为*先商业化的材料,研究*为充分、产量*大、应用*为广泛。聚酰亚胺薄膜在很宽的温度范围具有稳定而优异的性能,是其他塑料薄膜如尼龙薄膜、聚酯薄膜、聚丙烯薄膜和聚乙烯薄膜等所无法比拟的。它不会被有机溶剂侵蚀和破坏,在高温下既不熔融也不燃烧,具有**的UL-94 阻燃等级(V-0)。标准型聚酰亚胺薄膜可在500 ℃下短时间内保持其原有物理性能,长期使用温度可达300 ℃,甚至更高。因此,聚酰亚胺薄膜在业界被称为“黄金薄膜”,广泛应用于太阳能电池基板、柔性电路载带、印刷电路板(PCB)、飞行器热控材料、太阳帆、柔性加热器件、柔性显示基板以及电机绝缘线等。
我国航天器首次选用的聚酰亚胺薄膜为美国杜邦公司于20 世纪60 年代开发的Kapton HN 系列薄膜,该材料主要用于航天电子产品的绝缘和舱外热控层。根据热设计要求,利用磁控溅射的方法可以制备成表面镀铝、镀锗、镀银等不同金属镀层的热控聚酰亚胺薄膜材料。由于不同金属镀层具有不同的热、光性能,这种镀金属层的聚酰亚胺薄膜可以发挥金属材料特有的热物理性能,从而具备良好的抗空间辐射能力。在20 世纪90 年代初期,聚酰亚胺薄膜以其优异的电性能、耐热性能、尺寸稳定性以及与铜基兼容性等综合性能被应用于航天电子产品集成电路的柔性印刷线路板(FPC)、柔性热阻以及太阳电池阵等。