聚酰亞胺(PI)的性能和需求已經(jīng)發(fā)展到什么程度了？

聚酰亞胺（PI）作為一種高性能的特種工程塑料，憑借其**的綜合性能，逐漸成為眾多前沿科技領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵材料，被譽(yù)為“黃金材料”。

一、聚酰亞胺簡介

聚酰亞胺是一類以酰亞胺環(huán)為結(jié)構(gòu)特征的高性能聚合物材料，其剛性分子鏈結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)越的力學(xué)性能，同時(shí)還是一種耐高溫聚合物，通常在550℃下能短期保持主要的物理性能，在接近330℃下能長期使用。圖源自網(wǎng)絡(luò)。

聚酰亞胺樹脂的工業(yè)化已經(jīng)有半個(gè)世紀(jì)的歷史，作為工程塑料和復(fù)合材料的基體在高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。

聚酰亞胺具有優(yōu)異的耐輻照、耐腐蝕、耐高低溫性能、化學(xué)穩(wěn)定性以及力學(xué)性能和介電性能，與碳纖維、芳綸纖維并稱為制約我國發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的三大“卡脖子”高分子材料。

其綜合性能位居高性能聚合物材料金字塔的頂端，在航空航天、電子電氣、交通運(yùn)輸、能源動(dòng)力、國防軍工等眾多高技術(shù)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。

二、聚酰亞胺的發(fā)展歷程

聚酰亞胺的開發(fā)始于20世紀(jì)初。1908年，Bogert和Rebshaw等通過熔融縮聚制備出芳香族聚酰亞胺，但由于其加工性能差，發(fā)展和應(yīng)用受到限制。直到1955年，美國杜邦公司申請(qǐng)了**件關(guān)于聚酰亞胺應(yīng)用的專利。

1961年，杜邦開發(fā)了芳香族聚酰亞胺薄膜產(chǎn)品Kapton?并正式實(shí)現(xiàn)聚酰亞胺的工業(yè)化。此后，聚酰亞胺技術(shù)不斷發(fā)展，1964年杜邦開發(fā)了vespel?模塑料和Pyre ML?清漆，同年美國石油公司開發(fā)了電器絕緣用聚酰亞胺清漆。

1978年，日本宇部興產(chǎn)株式會(huì)社開發(fā)了Upilex?系列產(chǎn)品。20世紀(jì)末至21世紀(jì)初，聚酰亞胺技術(shù)進(jìn)一步拓展，日本三菱瓦斯開發(fā)了無色透明聚酰亞胺薄膜，韓國SKC公司建立聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)線。

我國聚酰亞胺的研發(fā)始于20世紀(jì)60年代，最初是為了滿足絕緣薄膜和漆包線漆的需求。早期主要由國家科研院所開展工作，如中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、上海合成樹脂研究所和桂林電器科學(xué)研究院等。

20世紀(jì)70年代，成都科技大學(xué)（現(xiàn)四川大學(xué)）開展雙馬來酰亞胺的研究。21世紀(jì)初，隨著中美貿(mào)易爭端加劇，為破解“卡脖子”問題，中國石油、中國石化等大型國有企業(yè)也加入了聚酰亞胺的研發(fā)和生產(chǎn)，形成了新的發(fā)展格局。

三、聚酰亞胺的獨(dú)特性能

四、聚酰亞胺的應(yīng)用領(lǐng)域

聚酰亞胺的產(chǎn)品形態(tài)豐富多樣，包括薄膜、漿料、樹脂、纖維、泡沫、復(fù)合材料等，廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。

（一）薄膜

聚酰亞胺薄膜是最早商業(yè)化、市場容量**的產(chǎn)品形式，通常由聚酰胺酸（PAA）漿料流延成膜后經(jīng)亞胺化制成。常規(guī)聚酰亞胺薄膜呈琥珀色，具有優(yōu)良的力學(xué)性能、介電性能、耐高低溫和耐輻照性能，被譽(yù)為“黃金薄膜”。

聚酰亞胺薄膜可分為電工用、電子用、熱控用、航天航空用和柔性顯示用等，廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、航空航天和柔性顯示等領(lǐng)域。

（二）纖維

聚酰亞胺纖維是一種重要的高性能纖維，耐高溫聚酰亞胺纖維是目前使用溫度最高的有機(jī)合成纖維之一，可以在250℃至350℃的溫度范圍內(nèi)使用。

其耐光性、吸水性、耐熱性等方面優(yōu)于芳綸和聚苯硫醚纖維，強(qiáng)度比芳綸高出約1倍，是目前力學(xué)性能**的有機(jī)合成纖維之一。聚酰亞胺纖維可用于高溫、放射性或有機(jī)氣體和液體的過濾、隔火氈、纖維紙、防彈、防火阻燃織物等。

（三）先進(jìn)復(fù)合材料基體

聚酰亞胺作為復(fù)合材料的基體，用于航天、航空器及火箭的結(jié)構(gòu)部件和發(fā)動(dòng)機(jī)零部件。在380℃或更高溫度下可以使用數(shù)百小時(shí)，短時(shí)間可以經(jīng)受400℃至500℃的高溫，是最耐高溫的樹脂基復(fù)合材料之一。

例如，碳纖維/聚酰亞胺復(fù)合材料在飛機(jī)制造工業(yè)中應(yīng)用廣泛，可用于生產(chǎn)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)罩、通風(fēng)管、發(fā)動(dòng)機(jī)扇葉片等。

（四）工程結(jié)構(gòu)

聚酰亞胺工程塑料有熱固性和熱塑性兩種，可以模壓成型，也可用注射成型或傳遞模塑。主要用于自潤滑、密封、絕緣及結(jié)構(gòu)材料。

以杜邦的Vespel為代表的超級(jí)工程塑料，可在低溫到高溫的非常寬的溫度范圍內(nèi)長期使用，并具有優(yōu)良的耐磨性能，因此被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、汽車、衛(wèi)星、機(jī)械等領(lǐng)域。

聚酰亞胺泡沫塑料用作耐高溫及超低溫的隔熱和隔音材料，具有良好的隔熱和隔音效果。