聚酰亚胺简介

聚酰亚胺

聚酰亚胺（Polyimide，简写为PI）指主链上含有酰亚胺环（-CO-NR-CO-） 的一类聚合物，一般是由二胺和二酐单体缩聚而成。

分类

根据重复单元的化学结构划分：

聚酰亚胺的合成

第一类合成法：是在聚合过程中或在大分子反应中形成酰亚胺环

由二酐和二胺反应形成聚酰亚胺

（1）一步法：一步法是二酐和二胺在高沸点溶剂中直接聚合生成聚酰亚胺，即单体不经由聚酰胺酸而直接合成聚酰亚胺。为了提高聚合物的分子量，应尽量完全脱去水分。通常采用带水剂进行共沸以脱去生成的水；或使用异氰酸酯替代二胺和生成的聚酰胺酸盐在高温高压下聚合。此方法合成的代表产品为联苯二酐型聚酰亚胺。但该方法受聚酰亚胺结构的限制，如果合成的聚酰亚胺无法溶解在所用的溶剂中，则在聚合过程中就会从体系中沉淀出来形成凝胶。此外，在聚合过程中溶剂溶解性的高低对聚合物的分子量有较大影响。

（2）两步法是合成聚酰亚胺最简单、最普遍使用的方法。该方法首先由二元酸酐和二胺单体在非质子极性溶剂，如N，N一二甲基甲酰胺(DMF)、N，N一二甲基乙酰胺(DMAc)、N一甲基吡咯烷酮(NMP)中反应形成聚酰胺酸溶液，然后利用聚酰胺酸溶液进行加工，如流延成膜或溶液纺丝，去除溶剂后，再经高温脱水环化得到聚酰亚胺。也可以采用化学方法脱水得到聚酰亚胺，通常采用的脱水剂为乙酸酐，催化剂为叔胺类，如吡啶或三乙胺等。即

（3）三步合成法是指经由聚异酰亚胺得到聚酰亚胺的方法。它是指先由二酐和二胺反应得到聚酰胺酸，然后在脱水剂的作用下，聚酰胺酸脱水环化为聚异酰亚胺，最后在酸或碱等催化剂的作用下或者热处理条件下(100～250℃)异构化为聚酰亚胺。即

此外，第一类合成法中聚酰亚胺还可由四元酸和二元胺反应形成聚酰亚胺 、四元酸的二元酯和二元胺反应获得聚酰亚胺、二酐和二异氰酸酯反应获得聚酰亚胺等。

第二类合成法：是以含有酰亚胺环的单体合成聚酰亚胺

几乎所有通用的缩聚反应都已被用来由带酰亚胺环的单体合成各种带酰亚胺环的聚合物，如聚酯酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯酰亚胺、聚氨基甲酸酯酰亚胺等。

性能与应用

因聚酰亚胺拥有耐高温、耐低温、耐辐射、阻燃和无毒, 具有优异机械性能、尺寸稳定性、化学稳定性和生物相容性等综合性能，被广泛用于薄膜、涂料、复合材料、纤维、泡沫塑料、胶黏剂、分离膜、光刻胶、微电子、光波导材料等领域

不足与展望

不足

溶解性差、颜色较深、介电常数偏高和吸湿率偏高，在实际应用中加工困难、阻碍无色透明材料的生产, 引起电路信号传输的“阻容延迟”现象

发展

（1）易加工、韧性和耐高温的聚酰亚胺基体树脂：聚酰亚胺的加工性和耐热性是矛盾的，需要加工性、耐热性和韧性的合理平衡

（2）低介电常数聚酰亚胺：由于高速通信要求,介电常数越低越好,一般聚酰亚胺其值在3.4左右,希望能降低到2.4或更低。

（3）低吸水率聚酰亚胺：一般均苯四酸二酐(PMDA)型聚酰亚胺吸水率高达2.8%,工业上要求低于1%, 因为在制造工艺中要经过刻蚀、清洗、焊锡等工序,吸水率高会引起聚酰亚胺膜与铜箔之间剥落。

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