聚(jù)酰亞胺(polyimides,PI)是一類具有多個酰亞胺五元雜環的(de)高性能聚合物,由於具有獨特的電(diàn)化學性能、耐輻射、耐化學腐蝕、優(yōu)異(yì)的力學性能等(děng)性質,被廣泛應用於航空航天、電子電器、氣體分離、燃料電池、光學、生物醫(yī)學、傳感器等領域。盡管聚(jù)酰亞胺具有較(jiào)長的(de)研究曆史,近年來相關領域仍有較高的研究熱度,發表的相關文獻數量逐年增加。
聚酰亞(yà)胺一般是由二胺和二酐單體聚合而成,根據主鏈(liàn)結構中是否含有苯環,可將聚酰亞胺分為芳香族聚酰亞胺和非芳香族聚酰亞胺,其中非芳香族(zú)聚酰亞胺又包括半芳香族聚(jù)酰(xiān)亞(yà)胺和全脂肪/脂環(huán)族聚酰亞胺。通用(yòng)的芳(fāng)香族聚酰亞胺的分(fèn)子鏈中存在較大的共軛(è)體係,可以形成電荷轉移絡合物(charge transfer complex,CTC),因此分子鏈的剛性和分子間作用力較大,導致其(qí)不溶、不熔、加工成型困(kùn)難。並(bìng)且芳香族(zú)聚(jù)酰亞胺的顏色較深和透光率較差,限製了其在無色性能要求較高(gāo)的微電子和(hé)光電子領域的應用(yòng)。脂環族聚(jù)酰亞胺的分子中,脂環結(jié)構代替苯環結構有效消除了CTC的形成(chéng),使得材料的加工性能和透明度大幅提高,因此(cǐ)脂環族聚(jù)酰(xiān)亞胺在液晶顯示、氣體分離和光敏材料等高科技領域有廣泛的應用前景。
盡管脂環族聚酰亞胺具有廣泛的應用前(qián)景,但是其工業化應用實例仍然較少,一方麵是因為脂環族單體(tǐ)本身的合成(chéng)難度較大,另一(yī)方麵是因為脂環族聚酰亞胺合成(chéng)過程中易形成鹽而不能得到高分子量的聚合物。
芳香族聚酰亞(yà)胺具有優異的耐熱、耐化學腐蝕和力學性能,但由於容易形成分子(zǐ)內和分子間的電荷轉移絡合物,因此芳香族聚酰亞(yà)胺通常顏色偏深,並且難溶於大部分溶劑導致(zhì)加工性能較差。向聚酰亞胺分子中引入(rù)脂環結構能夠(gòu)有(yǒu)效克服(fú)上述缺(quē)點(diǎn),使得脂環族聚酰亞胺被廣泛應用(yòng)於透明柔性顯示、氣體分離膜、光敏材料和液晶(jīng)取向膜等(děng)領域。
脂環族單體在合成上均存在較大的難度,具(jù)有(yǒu)一(yī)定的技術門檻,目前國外公司壟(lǒng)斷了研究應用中的絕大多數單體的生產和銷售。脂環族聚酰亞胺無(wú)疑是一種技術含量高、附加值高的新型(xíng)材料。可以預見,隨著市場需求(qiú)的不斷(duàn)增加,脂環族聚酰(xiān)亞胺的研究將會受到學術界和工(gōng)業界更多的關注,脂環族聚酰亞(yà)胺正麵臨著(zhe)巨大的發展機(jī)遇。