高性能聚酰亚胺树脂及其复合材料的研究进展
2022-01-09韩旭辉柴春鹏
王 姗,姜 帅,韩旭辉,赵 佳,柴春鹏
(北京理工大学材料学院,北京100081)
聚酰亚胺(Polyimide)是分子主链中含有酰亚胺环结构(―CO―NH―CO―)的一类高分子聚合物。两种常见的酰亚胺基团的化学结构如图1 所示,这种含氮杂环结构是聚酰亚胺具有优异性能的主要原因。

图1 两种常见的酰亚胺基团的化学结构示意图Fig.1 Structure of the two typical imide groups
聚酰亚胺树脂及其复合材料具有耐高、低温[1-2],高绝缘性,高阻燃等级,无毒,良好的力学性能、化学稳定性,耐老化性能,耐辐照性能等优异的综合性能[3-5]。聚酰亚胺树脂及其复合材料分别以薄膜、纤维、泡沫、涂料、胶黏剂等形态材料应用于柔性屏幕、轨道交通、航空航天、防火阻燃、光刻胶、电子封装、风机叶片、汽车、武器装备等领域[6-8](图2)。聚酰亚胺树脂及其复合材料是目前唯一的具有广泛应用领域并且在每一个应用领域都显示出突出性能的材料,也是中国新材料产业“十四五”规划发展的重要材料之一。

图2 聚酰亚胺的性能及其应用Fig.2 Properties and applications of polyimide
聚酰亚胺树脂品种繁多、形式多样,可以根据各种应用目的进行定向设计,在合成上具有其他高分子难以企及的高变通性。聚酰亚胺树脂是重要的特种工程塑料原料,也一直是高分子树脂领域研究的热点[9]。航空航天、机械化工、国防军工等重要领域的迅速发展对聚酰亚胺树脂及其复合材料提出了更高的性能要求和更多的功能需求。聚酰亚胺树脂根据热加工特性分为热塑性聚酰亚胺(TPI)树脂和热固性聚酰亚胺树脂两大类。TPI 树脂是在传统的热固性聚酰亚胺的基础上发展起来的[10],TPI 韧性强,具有一定的加工可逆性,易于大规模生产。……
