1908 年,Boger 和Rebshaw 通过氨基苯甲酸酐的熔融自缩聚反应首次制备了聚酰亚胺(PI) 。但直到20 世纪50 年代,PI 才作为一种具有优良综合性能的聚合物材料而逐步得到广泛的应用。1955 年美国DuPont 公司申请了世界上首项有关PI 在材料方面应用的专利。随后Du Pont 公司开发了一系列PI材料,如1961 年开发出聚均苯四甲酰亚胺薄膜,1964 年开发生产聚均苯四甲酰亚胺模塑料等,从此开始了PI 蓬勃发展的时代。到目前为止,PI 已经发展成为耐热芳杂环聚合物中应用*为广泛的材料之一。
截至2000 年,其大品种就有20 多种,较著名的生产厂家包括美国的Du Pont 、General Electric、Amoco ,欧洲的BASF、Ciba Geigy ,日本的杜邦2东丽、日立化学、钟渊、旭化成工业、合成橡胶公司、三井东压、日产化学、住友化学、宇部工业和东丽工业公司等。
由于PI 具有优越的综合性能,所以在航空、航天、机械、石油化工、微电子等高技术领域广泛使用 。例如, PI 可用作具有高透气性和透气选择性的气体分离膜,还可用作使液晶分子垂直排列的取向排列剂以及直接光刻成微细图形的光刻胶等。另外,PI 中加入玻璃纤维、石墨和硼纤维增强后可获得更高的硬度和强度,能替代金属制造喷射发动机结构部件[3 ,4 ] 。PI 优良的综合性能使其成为高性能聚合物研究的点之一。为此,近些年来,人们对PI树脂高度重视, PI 树脂的研究与应用得到迅速发展。
聚酰亚胺分子主链上含有苯环和酰亚胺环结构,由于电子极化和结晶性,致使PI 存在较强的分子链间作用,引起PI 分子链紧密堆积,从而导致该类聚合物存在以下不足:传统商品化的PI 不溶不熔,难以加工;制成的薄膜则颜色较深(通常为深黄或棕色) ,光学性能差(接近500nm 时便有强烈的吸收) ,难以满足光波导、光通信领域的需要;介电常数偏高,难以满足现代微电子行业飞速发展的需要;固化温度太高,合成工艺要求高。此外,由于原材料价格昂贵,生产成本高,且合成的中间体产物聚酰胺酸( PPA)遇水极易分解,性能不稳定,需低温冷藏,难于运输、保存。为解决这些问题、不断开发PI 新的性能及应用领域和适应高技术的发展,PI 的研究也在不断向着高性能化、多功能化和易加工的方向发展。
