聚酰亞胺

聚酰亞胺（Polyimide，簡寫為PI）指主鏈上含有酰亞胺環(huán)（-CO-NR-CO-） 的一類聚合物，一般是由二胺和二酐單體縮聚而成。

分類

根據(jù)重復(fù)單元的化學(xué)結(jié)構(gòu)劃分：

聚酰亞胺的合成

第一類合成法：是在聚合過程中或在大分子反應(yīng)中形成酰亞胺環(huán)

由二酐和二胺反應(yīng)形成聚酰亞胺

（1）一步法：一步法是二酐和二胺在高沸點(diǎn)溶劑中直接聚合生成聚酰亞胺，即單體不經(jīng)由聚酰胺酸而直接合成聚酰亞胺。為了提高聚合物的分子量，應(yīng)盡量完全脫去水分。通常采用帶水劑進(jìn)行共沸以脫去生成的水；或使用異氰酸酯替代二胺和生成的聚酰胺酸鹽在高溫高壓下聚合。此方法合成的代表產(chǎn)品為聯(lián)苯二酐型聚酰亞胺。但該方法受聚酰亞胺結(jié)構(gòu)的限制，如果合成的聚酰亞胺無法溶解在所用的溶劑中，則在聚合過程中就會從體系中沉淀出來形成凝膠。此外，在聚合過程中溶劑溶解性的高低對聚合物的分子量有較大影響。

（2）兩步法是合成聚酰亞胺最簡單、最普遍使用的方法。該方法首先由二元酸酐和二胺單體在非質(zhì)子極性溶劑，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)中反應(yīng)形成聚酰胺酸溶液，然后利用聚酰胺酸溶液進(jìn)行加工，如流延成膜或溶液紡絲，去除溶劑后，再經(jīng)高溫脫水環(huán)化得到聚酰亞胺。也可以采用化學(xué)方法脫水得到聚酰亞胺，通常采用的脫水劑為乙酸酐，催化劑為叔胺類，如吡啶或三乙胺等。即

（3）三步合成法是指經(jīng)由聚異酰亞胺得到聚酰亞胺的方法。它是指先由二酐和二胺反應(yīng)得到聚酰胺酸，然后在脫水劑的作用下，聚酰胺酸脫水環(huán)化為聚異酰亞胺，最后在酸或堿等催化劑的作用下或者熱處理?xiàng)l件下(100～250℃)異構(gòu)化為聚酰亞胺。即

此外，第一類合成法中聚酰亞胺還可由四元酸和二元胺反應(yīng)形成聚酰亞胺 、四元酸的二元酯和二元胺反應(yīng)獲得聚酰亞胺、二酐和二異氰酸酯反應(yīng)獲得聚酰亞胺等。

第二類合成法：是以含有酰亞胺環(huán)的單體合成聚酰亞胺

幾乎所有通用的縮聚反應(yīng)都已被用來由帶酰亞胺環(huán)的單體合成各種帶酰亞胺環(huán)的聚合物，如聚酯酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚碳酸酯酰亞胺、聚氨基甲酸酯酰亞胺等。

性能與應(yīng)用

因聚酰亞胺擁有耐高溫、耐低溫、耐輻射、阻燃和無毒, 具有優(yōu)異機(jī)械性能、尺寸穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性等綜合性能，被廣泛用于薄膜、涂料、復(fù)合材料、纖維、泡沫塑料、膠黏劑、分離膜、光刻膠、微電子、光波導(dǎo)材料等領(lǐng)域

不足與展望

不足

溶解性差、顏色較深、介電常數(shù)偏高和吸濕率偏高，在實(shí)際應(yīng)用中加工困難、阻礙無色透明材料的生產(chǎn), 引起電路信號傳輸?shù)?/font>“阻容延遲”現(xiàn)象

發(fā)展

（1）易加工、韌性和耐高溫的聚酰亞胺基體樹脂：聚酰亞胺的加工性和耐熱性是矛盾的，需要加工性、耐熱性和韌性的合理平衡

（2）低介電常數(shù)聚酰亞胺：由于高速通信要求,介電常數(shù)越低越好,一般聚酰亞胺其值在3.4左右,希望能降低到2.4或更低。

（3）低吸水率聚酰亞胺：一般均苯四酸二酐(PMDA)型聚酰亞胺吸水率高達(dá)2.8%,工業(yè)上要求低于1%, 因?yàn)樵谥圃旃に囍幸?jīng)過刻蝕、清洗、焊錫等工序,吸水率高會引起聚酰亞胺膜與銅箔之間剝落。