二、聚酰亞胺分類及應用

6.聚酰亞胺膠粘劑

PI(聚酰亞胺)膠粘劑是一類主鏈中含有酰亞胺環狀結構的有機雜環膠粘劑，具有優異的高溫力學性能、介電性能和耐輻射性能，缺點是在堿性條件下易水解，已廣泛應用于航空航天、精密電子機械等高科技領域，并且解決了其他有機膠粘劑上限耐熱溫度較低等難題。

從20世紀70年代起，美國國家航空航天局(NASA)Langley研究中心、杜邦公司和休斯飛機公司等先后開發出代號為LARC-TPI、NR-150R2PI-S02和LARC-13等一系列性能優導的耐高溫PI膠粘劑，并已廣泛應用于多種飛行器中。20世紀90年代，美國的Amoco和Cytec公司、日本的三井東壓化學公司等都已成為世界上最著名的生產Pl膠粘劑的公司。

7.聚酰亞胺薄膜

2018年12月8日凌晨，嫦娥四號探測器在西昌衛星發射中心發射升空，標志著我國首次月球背面軟著陸、月球巡視探測和月夜生存等方面取得重大突破。此次嫦娥四號成功把國旗帶向了月球背面，為太空打上了“中國標識”。

據悉，此次探測器的國旗不是由常見的化學纖維織物、絲綢、棉布等紡織品制成的。眾所周知太空環境十分特殊，月球表面不存在大氣，是真空狀態接受到陽光照射時，月球表面在白天的最高溫度可達123℃。到了晚上，在登月艙外面，月球上的溫度會驟降至零下233℃。

這樣的溫度差，普通材料是難以忍受的，而且太陽產生的紫外線非常強烈，還存在宇宙射線和高能粒子的輻射作用，對材料有很強的破壞作用。

被委以重任的國旗材料正是聚酰亞胺有機高分子薄膜，與地面上常見的國旗完全不同，它能夠抵御惡劣的月表環境，不褪色，不變形。

聚酰亞胺薄膜除了作為航天器的“外衣”，以及在軍事中的應用外，在微電子、納米、液晶、分離膜、激光、新能源領域等領域都能見到它的身影。例如，透明聚酰亞胺薄膜可作為柔軟的太陽能電池底板；PI可以作為下一代鋰離子電池隔膜材料等等。

近年來，隨著電子工業的發展，高性能聚酰亞胺薄膜又成為微電子制造與封裝的關鍵材料，廣泛應用于超大規模集成電路的制造、自動接合載帶、柔性封裝基板、柔性連接帶線等方面。

聚酰亞胺薄膜，來源：容大電氣

此外，聚酰亞胺因為高耐熱性及良好的綜合性能，是耐高溫的氣體分離膜理想的材料。目前，極少量的聚酰亞胺品種應用于耐高溫氣體分離膜材料，用于各種氣體對（如氫/氮、氮/氧、二氧化碳/氮、二氧化碳/甲烷等）的分離，從空氣、烴類原料氣及醇類中脫除水分，也可作為滲透蒸發膜及超濾膜。但是，常規的聚酰亞胺樹脂難溶解和難熔融，因而限制了其工業上廣泛應用的可能性。

8.聚酰亞胺氣凝膠

聚酰亞胺氣凝膠（PIA）是由聚合物分子鏈構成的相互交聯的三維多孔材料，結合了聚酰亞胺和氣凝膠的優異性能，其不但具有聚酰亞胺的優異特性，而且具有氣凝膠的輕質超低密度、高比表面積、低導熱系數、低聲阻抗、環境耐久性以及低介電常數等突出特點，這些特殊的性能讓聚酰亞胺氣凝膠材料在熱學、電學、力學、聲學等領域均具有絕佳的應用前景。

聚酰亞胺氣凝膠，來源：高分子網

美國國家航空航天局研究中心為了實現載人火星登陸計劃在開發重載荷運輸技術時，將聚酰亞胺氣凝膠材料應用于超音速充氣式氣動減速器（HIAD）的研究，為研究航天器制動的有效載荷和體積效益提供了一條解決方案，并且由于聚酰亞胺氣凝膠材料的耐久性，其在推進劑箱、探測車超輕多功能材料以及太空居所等領域也具有廣泛的應用前景。

除了航空航天領域，聚酰亞胺氣凝膠材料在電子通訊、隔熱阻燃材料、吸附清潔、隔音吸聲、催化載體、電線/纜絕緣層等領域都有著不錯的應用前景。

9.聚酰亞胺基復合材料

纖維增強復合材料是鎂鋁合金之后的新一代輕量化材料，以聚酰亞胺作為樹脂基的復合材料耐高溫和拉伸性能出色，應用十分廣泛。聚酰亞胺樹脂基復合材料具備聚酰亞胺高耐熱性、優異的力學性能、介電性能、耐溶劑性能等特點，是目前使用溫度最高的樹脂基復合材料，在航空（尤其是航空發動機）、航天等領域得到了廣泛的應用。

經過近40年的發展，聚酰亞胺耐高溫樹脂基復合材料已經發展出了四代復合材料，使用溫度不斷得到提升，目前最先進的第四代聚酰亞胺樹脂基復合材料能夠在 450℃下長時間使用。

目前我國聚酰亞胺復合材料應用和研發還在追趕中，中航工業復合材料公司等企業已經能夠生產第三代樹脂產品。

另外，隨著碳纖維產業的逐漸成熟，碳纖維增強復合材料需求增長明顯，聚酰亞胺+碳纖維的組合作為最為優異的復合材料組合之一，在搶占高端市場方面優勢明顯。

三、結語

聚酰亞胺幾乎囊括了高分子材料的各個種類，包括高性能薄膜、工程塑料、泡沫塑料、化學纖維、膠黏劑、樹脂基體、絕緣材料、功能材料、復合材料等。

聚酰亞胺的性能強烈依賴于其化學結構，可以依據用途選擇或者合成不同結構的聚酰亞胺，也可以通過共聚、共混、填充、增強進行改性。新型聚酰亞胺的開發離不開新型單體的發展，特種結構的二胺和二酐單體是發展聚酰亞胺新品種的必要保證，降低單體成本是降低聚酰亞胺的關鍵。

由于聚酰亞胺相關材料在航空航天、軍事、高端電子等敏感領域有著難以替代的作用，國外的大多數聚酰亞胺原材料、技術和產品對我國實行嚴格封鎖。雖然國內企業已經在努力追趕中，但我們國產化并量產的高端產品與國外先進水平仍有不小差距。因此，大力發展聚酰亞胺相關產品十分迫切，任重道遠！

（完）

來源：勢銀膜鏈、DT新材料、石油化工大數據、牛膜網、蓋德化工網、各企業官網、東方財富網、艾邦高分子等，化工新材料整理