聚焦聚酰亚胺：聚酰亚胺纤维、复合材料性能优异，前景广阔（二）

二、聚酰亚胺分类及应用

6.聚酰亚胺胶粘剂

PI(聚酰亚胺)胶粘剂是一类主链中含有酰亚胺环状结构的有机杂环胶粘剂，具有优异的高温力学性能、介电性能和耐辐射性能，缺点是在碱性条件下易水解，已广泛应用于航空航天、精密电子机械等高科技领域，并且解决了其他有机胶粘剂上限耐热温度较低等难题。

从20世纪70年代起，美国国家航空航天局(NASA)Langley研究中心、杜邦公司和休斯飞机公司等先后开发出代号为LARC-TPI、NR-150R2PI-S02和LARC-13等一系列性能优导的耐高温PI胶粘剂，并已广泛应用于多种飞行器中。20世纪90年代，美国的Amoco和Cytec公司、日本的三井东压化学公司等都已成为世界上最著名的生产Pl胶粘剂的公司。

7.聚酰亚胺薄膜

2018年12月8日凌晨，嫦娥四号探测器在西昌卫星发射中心发射升空，标志着我国首次月球背面软着陆、月球巡视探测和月夜生存等方面取得重大突破。此次嫦娥四号成功把国旗带向了月球背面，为太空打上了“中国标识”。

据悉，此次探测器的国旗不是由常见的化学纤维织物、丝绸、棉布等纺织品制成的。众所周知太空环境十分特殊，月球表面不存在大气，是真空状态接受到阳光照射时，月球表面在白天的最高温度可达123℃。到了晚上，在登月舱外面，月球上的温度会骤降至零下233℃。

这样的温度差，普通材料是难以忍受的，而且太阳产生的紫外线非常强烈，还存在宇宙射线和高能粒子的辐射作用，对材料有很强的破坏作用。

被委以重任的国旗材料正是聚酰亚胺有机高分子薄膜，与地面上常见的国旗完全不同，它能够抵御恶劣的月表环境，不褪色，不变形。

聚酰亚胺薄膜除了作为航天器的“外衣”，以及在军事中的应用外，在微电子、纳米、液晶、分离膜、激光、新能源领域等领域都能见到它的身影。例如，透明聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底板；PI可以作为下一代锂离子电池隔膜材料等等。

近年来，随着电子工业的发展，高性能聚酰亚胺薄膜又成为微电子制造与封装的关键材料，广泛应用于超大规模集成电路的制造、自动接合载带、柔性封装基板、柔性连接带线等方面。

聚酰亚胺薄膜，来源：容大电气

此外，聚酰亚胺因为高耐热性及良好的综合性能，是耐高温的气体分离膜理想的材料。目前，极少量的聚酰亚胺品种应用于耐高温气体分离膜材料，用于各种气体对（如氢/氮、氮/氧、二氧化碳/氮、二氧化碳/甲烷等）的分离，从空气、烃类原料气及醇类中脱除水分，也可作为渗透蒸发膜及超滤膜。但是，常规的聚酰亚胺树脂难溶解和难熔融，因而限制了其工业上广泛应用的可能性。

8.聚酰亚胺气凝胶

聚酰亚胺气凝胶（PIA）是由聚合物分子链构成的相互交联的三维多孔材料，结合了聚酰亚胺和气凝胶的优异性能，其不但具有聚酰亚胺的优异特性，而且具有气凝胶的轻质超低密度、高比表面积、低导热系数、低声阻抗、环境耐久性以及低介电常数等突出特点，这些特殊的性能让聚酰亚胺气凝胶材料在热学、电学、力学、声学等领域均具有绝佳的应用前景。

聚酰亚胺气凝胶，来源：高分子网

美国国家航空航天局研究中心为了实现载人火星登陆计划在开发重载荷运输技术时，将聚酰亚胺气凝胶材料应用于超音速充气式气动减速器（HIAD）的研究，为研究航天器制动的有效载荷和体积效益提供了一条解决方案，并且由于聚酰亚胺气凝胶材料的耐久性，其在推进剂箱、探测车超轻多功能材料以及太空居所等领域也具有广泛的应用前景。

除了航空航天领域，聚酰亚胺气凝胶材料在电子通讯、隔热阻燃材料、吸附清洁、隔音吸声、催化载体、电线/缆绝缘层等领域都有着不错的应用前景。

9.聚酰亚胺基复合材料

纤维增强复合材料是镁铝合金之后的新一代轻量化材料，以聚酰亚胺作为树脂基的复合材料耐高温和拉伸性能出色，应用十分广泛。聚酰亚胺树脂基复合材料具备聚酰亚胺高耐热性、优异的力学性能、介电性能、耐溶剂性能等特点，是目前使用温度最高的树脂基复合材料，在航空（尤其是航空发动机）、航天等领域得到了广泛的应用。

经过近40年的发展，聚酰亚胺耐高温树脂基复合材料已经发展出了四代复合材料，使用温度不断得到提升，目前最先进的第四代聚酰亚胺树脂基复合材料能够在 450℃下长时间使用。

目前我国聚酰亚胺复合材料应用和研发还在追赶中，中航工业复合材料公司等企业已经能够生产第三代树脂产品。

另外，随着碳纤维产业的逐渐成熟，碳纤维增强复合材料需求增长明显，聚酰亚胺+碳纤维的组合作为最为优异的复合材料组合之一，在抢占高端市场方面优势明显。

三、结语

聚酰亚胺几乎囊括了高分子材料的各个种类，包括高性能薄膜、工程塑料、泡沫塑料、化学纤维、胶黏剂、树脂基体、绝缘材料、功能材料、复合材料等。

聚酰亚胺的性能强烈依赖于其化学结构，可以依据用途选择或者合成不同结构的聚酰亚胺，也可以通过共聚、共混、填充、增强进行改性。新型聚酰亚胺的开发离不开新型单体的发展，特种结构的二胺和二酐单体是发展聚酰亚胺新品种的必要保证，降低单体成本是降低聚酰亚胺的关键。

由于聚酰亚胺相关材料在航空航天、军事、高端电子等敏感领域有着难以替代的作用，国外的大多数聚酰亚胺原材料、技术和产品对我国实行严格封锁。虽然国内企业已经在努力追赶中，但我们国产化并量产的高端产品与国外先进水平仍有不小差距。因此，大力发展聚酰亚胺相关产品十分迫切，任重道远！

（完）

来源：势银膜链、DT新材料、石油化工大数据、牛膜网、盖德化工网、各企业官网、东方财富网、艾邦高分子等，化工新材料整理