5G时代，塑料助推消费电子新一波高潮

     中国工信部于去年六月正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G（即第五代）商用牌照，标志着中 国正式进入了5G商用时代。作为新一代移动通信技术，5G网络具有速率极高、容量超大、时延极低的三大特征。其峰值理论传输速度可达 10Gbps，比4G网络的传输速度快出百倍，将带来高速率、低时延、可靠安全的增强型网络服务。5G网络能够灵活地支持各种不同的设备，除了支持手机和平板计算机外，5G网络将还支持可佩戴式设备、机器人， 而且VR/AR、智能家居、车联网、物联网（IoT）、智慧城市、无人机网络等概念将变为现实。此外，5G还将进一步 应用到工业、医疗、安全等领域，能够极大地促进这些领域的生产效率，以及创造出新的生产方式。

     材料是感知未来世界和实现颠覆性创新的源泉。5G的来临无疑要求电子设备等需要具备散热更强大、体型更小等特 点，这将推动手机天线材料、手机外壳材料、电磁屏蔽材料、导热散热材料等多领域材料的更新换代。综合来看， 5G需要低介电、高导热和高电磁屏蔽的高分子材料。

     近两年全球智能手机市场销量下滑，5G技术则被视为最后的救命稻草。2020年全球迎来5G手机换机潮，哪怕新冠疫情的肆虐也阻挡不住这一波汹涌的“后浪”。随着 5G 对手机产品功能要求的提高，材料面临更高性能要求和技术挑战

     天线是手机中用于接收和发射信号的辐射单元，是影响手机信号的最关键的组件之一。目前主流的天线材料聚酰亚胺 （PI）无法满足5G通讯讯号低损耗传输的需求，MPI（改性聚酰亚胺）、LCP（液晶聚合物）有望成为5G时代天线 材料的主流选择。PI的改性主要包括主链共聚、引入扭曲和非共平面结构、共混和复合改性等方法。虽然MPI在传输损耗、尺寸稳定性 和可弯折性等方面并不如LCP，但其通过改良氟化物配方，其效能也可得到提升，而且其成本只有LCP的70%。MPI是非结晶材料，在10-15GHz的超高频甚至极高频的信号处理上的表现有望媲美LCP天线，且MPI价格适中，故 在5G发展前期，MPI有望替代部分PI，成为天线的重要过渡材料。在4G及以前的时代，消费电子产品中一般使用PI（聚酰亚胺）或MPI（改性聚酰亚胺）材料做为电路绝缘基材，但随 着5G技术的落地，PI或MPI材料在高频信号传输上的短板非常明显，其最大的问题就是射频信号损耗大，并且随着传 输频率提高，信号损耗将越来越大，直接影响通讯质量。

     是否有低损耗、3D可折弯、高介电常数的材料，直接影响着手机数据传输的速度。LCP （液晶聚合物）是一种新型 热塑性有机材料，在微波/毫米波频段内介电常数低、损耗小，同时LCP材料灵活性和强度也比PI材料更好，可以大大 提高消费电子产品空间利用效率，因此LCP天线被认为有望替代传统PI天线材料，成为下一代主流天线。住友化学（Sumitomo Chemical）在上半年推出了两种具有非常低介电常数和非常低损耗因子的LCP，并提供数据 说明电气工程师更好地理解和模拟这些化合物。这两种LCP聚合物分别SumikaSuper™ E6205L及SumikaSuper SR1205L，它们的介电常数低于标准LCP等级 - 这 是更可靠的、更大容量的数据传输所必需的特性。两款LCP可注射成型或挤出，可满足5G的应用需求。由于SR1205L的配方设计采用了一种新型的LCP基化学品，它的损耗因子更低，这可确保即使在千兆赫兹/毫米波频 率范围内依然可进行可靠数据传输。住友化学表示，该公司可根据特定的连接器设计和厚度要求，帮助电气工程师选择合适的LCP等级，并提供适当的数 据，让工程师更好、更快和更高质量地设计组件。

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     5G技术的高传输率将对智能手机的设计产生重大影响。5G所采用的MIMO（大规模输入输出）技术使得手机中需要 更多的空间来部署大量天线，当前手机选用的金属材料却会对信号产生干扰，5G手机后盖的“去金属化”已经势不 可挡。

     手机制造商将逐渐改用非金属材料（陶瓷、玻璃或塑料等），其中玻璃多为高端机所用。而塑料后盖因成本低廉、性 价比高，符合5G手机初期降低成本、占领市场的需求，有机会成为中低端智能手机机身的重要选择。

     在这些非金属材料中，PC/PMMA共挤薄膜解决方案脱颖而出。PMMA 具有较好的硬度和耐磨性，一般用在外部，作为透明的保护膜，而PC具有良好的韧性，可作为内层带颜色的保护 膜。通过这种方案，结合全新的制造工艺，生产的手机后盖有玻璃般质感，但不易碎。与传统金属组件不同，高频辐 射可穿透这种薄膜。5G的来临要求消 费电子具有更加强大的热处理能力和更加轻薄化的机身，塑料材料在消费电子轻薄化中扮演着重要角色。

    今年1月在美国拉斯韦加斯举行的第53届CES（国际消费类电子产品展览会）上，5G和物联网(IoT)主题列在展会所聚 焦的11大主题之首位，并明确提出5G和AI（人工智能）将定义创新未来。随着中国对以5G基站建设为领头羊的“新基建”的大力推进，5G作为人工智能、大数据中心等其它几大“新基建” 领域的信息连接平台，将为各行各业带来巨大的发展空间，推动中国经济持续前进。由于5G通讯在传输速率、信号强度等方面的大幅度提升，对各类材料的性能从基站端到手机等应用端都提出了更多 的需求和更高的要求，5G新材料产业也迎来了新蓝海。因为5G产业链建设过程中所需的多种材料都要用到塑料。这不仅对塑料行业的材料创新研发提供了契机，也为塑料材料的运用与发展打开了新的风口。

     在需求及技术的驱动下，关键材料和技术正在成为5G时代争夺战的核心，占领关键材料资源也相当于抢夺5G市场霸 主地位。顺应5G发展的趋势，不断提升塑料产品的性能，生产出性能独特且质量优异的材料以符合5G产业建设的需 求，成为塑料行业与企业当下面临5G机遇时所不得不承受的重要挑战。