聚酰亞胺

聚酰亞胺（Polyimide，簡寫為PI）指主鏈上含有酰亞胺環（-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

根據重復單元的化學結構劃分：

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中形成酰亞胺環

由二酐和二胺反應形成聚酰亞胺

（1）一步法：一步法是二酐和二胺在高沸點溶劑中直接聚合生成聚酰亞胺，即單體不經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，應盡量完全脫去水分。通常采用帶水劑進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品為聯苯二酐型聚酰亞胺。但該方法受聚酰亞胺結構的限制，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)中反應形成聚酰胺酸溶液，然后利用聚酰胺酸溶液進行加工，如流延成膜或溶液紡絲，去除溶劑后，再經高溫脫水環化得到聚酰亞胺。也可以采用化學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得到聚酰胺酸，然后在脫水劑的作用下，聚酰胺酸脫水環化為聚異酰亞胺，最后在酸或堿等催化劑的作用下或者熱處理條件下(100～250℃)異構化為聚酰亞胺。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形成聚酰亞胺 、四元酸的二元酯和二元胺反應獲得聚酰亞胺、二酐和二異氰酸酯反應獲得聚酰亞胺等。

第二類合成法：是以含有酰亞胺環的單體合成聚酰亞胺

幾乎所有通用的縮聚反應都已被用來由帶酰亞胺環的單體合成各種帶酰亞胺環的聚合物，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, 具有優異機械性能、尺寸穩定性、化學穩定性和生物相容性等綜合性能，被廣泛用于薄膜、涂料、復合材料、纖維、泡沫塑料、膠黏劑、分離膜、光刻膠、微電子、光波導材料等領域

不足與展望

不足

溶解性差、顏色較深、介電常數偏高和吸濕率偏高，在實際應用中加工困難、阻礙無色透明材料的生產, 引起電路信號傳輸的“阻容延遲”現象

發展

（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）低介電常數聚酰亞胺：由于高速通信要求,介電常數越低越好,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2.8%,工業上要求低于1%, 因為在制造工藝中要經過刻蝕、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。

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