聚酰亚胺杂化材料的制备及性能研究(4)
(1)薄膜。它是聚酰亚胺最早的商品之一，杜邦公司于1962年开始在实验室生产聚酰亚胺薄膜，主要是作为H级(180℃)或以上电机或电缆的耐热绝缘衬垫和绕包材料。主要产品有杜邦的Kapton、宇部兴产的Upilex系列和钟渊的Apical。透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底板。
(2)涂料。在绝缘涂料领域，聚酰亚胺可用作电机绕组的电磁绝缘漆包线漆和浸渍漆，还可用于电机的绝缘面漆和高压大型电机的防电晕漆。聚酰亚胺绝缘漆的耐高温性能、力学性能、绝缘性能和耐辐射能力都非常优异，其在大型电机、航空航天等领域已经得到了相当广泛的应用。
(3)先进复合材料。用于航天、航空器及火箭的结构部件及发动机零部件。在380℃或更高的温度下可以使用数百小时，短时间可以经受400～500℃的高温，是最耐高温的树脂基复合材料。
(4)工程塑料。聚酰亚胺工程塑料包括热固性和热塑性的，可以注射成型也可模压成型。主要用于绝缘、密封、自润滑及结构材料。
(5)胶粘剂。用作高温结构胶。聚酰亚胺作为胶粘剂的粘合对象主要有3类：金属(钛、铜、铝及钢等)、非金属(硅片和玻璃等)及聚合物，如聚酰亚胺本身。
(6)纤文。弹性模量仅次于碳纤文，是先进复合材料的增强剂，也可作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹、防火织物。
(7)电一光材料用作无源或有源波导材料、光学开关材料等。含氟PI之所以在光导、波导及液晶显示器等光电领域得到广泛应用，主要是由于其分子结构中氢原子被氟原子部分或全部取代，C—H键的振动吸收减弱，因此，含氟PI在光导波长范围内的光学损耗也就随之降低了，使得其透明性明显提高。
(8)泡沫材料用作耐高温及超低温的隔热和隔音材料。
(9)其他领域聚酰亚胺还在分离膜、光敏剂、液晶取向排列剂和生物相容材料等多个领域得到了广泛的应用。
1.5 聚酰亚胺的改性研究
1.5.1 聚酰亚胺的应用局限及改性手段
PI分子主链上一般所含有苯环和酰亚胺环结构，由于结晶性和电子极化，使得PI存在较强分子间作用力，引起PI分子链紧密堆积，从而导致了PI在应用上存在以下缺点[10]：(l)传统的PI不熔不溶，难以加工；(2)制成的PI薄膜应用于微电子行业时，尚存在降低线膨胀系数与力学强度难以兼顾的问题，用于光电通信行业则存在透明性差的问题，影响其使用效果；(3)聚酰亚胺的粘接性能不理想；(4)固化温度太高，加工成本高；(5)原材料价格昂贵，合成成本高；(6)聚酰亚胺的中间产物PAA极易水解，需在低温干燥条件下冷藏，运输或储存成本高。其中而成型加工困难是PI最主要的不足。
为解决这些问题并不断开发PI新的性能及应用领域，PI的改性已经成为目前国内外研究的焦点。目前对PI改性研究主要集中在以下几个方面[11-15]：(l)合成方法改性，如改变合成条件或配方，共聚等；(2)分子结构改性：主要包括在PI主链中引入氟、硅等柔性结构单元或在侧链上引入功能型侧基、扭曲或非共平面结构；(3)复合共混改性：包括与高分子聚合物的复合和与无机物的复合共混改性。
1.5.2 聚酰亚胺的几种改性材料
1.5.2.1 PI/无机物复合材料
PI/无机物复合材料将PI与无机物二者优点综合起来，使其各自性能上的不足得到互补而得到具有更优异性能的材料。例如，无机材料钛酸钡具有高的介电常数，电学性能优异，但因为其脆性大的缺点，使其难以大面积制备。将钛酸钡添加到PI分子链中，得到的材料即具有PI材料的性能，又具有高介电性的综合性能良好的材料，使其在较宽的频率和温度范围内能够保持稳定。将适量的钛酸钾、硫酸钙等无机材料加人到PI基体中，还能提高PI材料的刚性、耐摩擦磨损性、热性能及加工性能等。
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