文 献 综 述

1.1概述

聚酰亚胺（英语：Polyimide，PI）是分子主链中含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物，是一种性能优良的特种工程塑料，也是迄今为止耐热等级最高的高分子材料。在美国化学文摘的主题汇选集中,只有6种聚合物被单独列题,聚酰亚胺就是其中之一,可见这类材料在技术和商业上具有重要价值。

聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"，并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。

由于聚酰亚胺分子中具有十分稳定的芳杂环结构，使其体现出其他高分子材料所无法比拟的优异性能，尤其耐高温和低温性能比较突出。由联苯二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺，热分解温度可达600 ℃，是迄今为止聚合物中热稳定性较高的品种之一；力学性能好，机械强度高，均苯型 PI 薄膜的拉伸强度可达170MPa，联苯型可达400MPa ，随着温度升高，其强度变化小。还有抗蠕变能力强 ，摩擦性能优良；绝缘性能优异；化学稳定性好，耐有机溶剂 ；耐辐射性好等性能 。聚酰亚胺的应用范围广，包括塑料 、复合材料 、薄膜 、胶粘剂 、纤维 、泡沫、液晶取 向剂、分离膜、光刻胶等，其作为高性能的高分子材料在许多领域已成为不可替代的材料。

1.2 聚酰亚胺泡沫材料的发展

泡沫塑料，也被称为中空塑料或塑料泡沫。木材就是聚合物纤维素的中空形式，纤维素来源于拉丁语cellula，意为非常小的空间。正如在木头和草本植物中所看到的，天然形式的聚合物大多数以中空形式存在。最早的商用泡沫聚合物是在1910到1920年引进的海绵橡胶，而中空聚合物或泡沫聚合物于20世纪30年代中后期首次引入美国和欧洲。聚合物泡沫系列或中空聚合物涉及固液两相系统，其中聚合物是连续相，气泡分散于固体中。聚合物材料通过发泡法来满足变化的应用需求，例如，减轻重量，隔热，浮力，能量散失，传导和缓冲。这些聚合物泡沫可由几种不同的方法来生产，包括挤出成型，模压成型，注射成型，反应注射成型和固体基方法。20世纪60年代末Monsant和DuPont以聚酰亚胺前驱体为基础研究出一种新型的聚合物泡沫。与传统的聚合物泡沫相比，如聚氨酯或泡沫聚苯乙烯，这种新型的聚酰亚胺泡沫在热稳定性、阻燃性、抗辐射性、改进韧性和减少烟雾及有毒气体等方面有优势。

近年来，航天工业对于高性能聚合物泡沫在低温隔热，阻燃，能量吸收等方面的应用需求不断增加，并已开始研究聚酰亚胺泡沫来满足这些需求。例如，X-33沿轨道运行可回收飞行器的独立阶段，需要一种在250~250℃之间仍可保持结构规整性的轻泡沫。高速研究计划需要密度为0.50 g/cc的低密度材料和密度为0.56 g/cc的陶瓷材料。商用聚酰亚胺泡沫并没有广泛生产。然而，随着对下一代发射飞行器兴趣的增长，由于这些材料具有许多的优良物理性能，如低密度，低吸湿性和高强度，它们将会更加普及。许多泡沫材料适用于空间运输工业，但它们不能满足所有极限航天环境下生存的需求。

聚酰亚胺泡沫塑料是聚酰亚胺树脂经发泡而成的泡沫材料，长期可耐250~300℃的温度，短时可耐400~500℃的高温。自从20世纪70年代首先由NASA Langley研究中心与Unitika America合作开发以来，已有近40年的发展历史。聚酰亚胺轻质耐燃泡沫塑料可用于飞机保温防火材料、防辐射材料、高温能量吸收材料、电绝缘材料、耐磨材料和遮蔽材料等。

由于聚酰亚胺泡沫材料具有密度低，耐热性好等一系列优点，人们对聚酰亚胺泡沫的消费需求在不断增加，今后将成为研究的重点。