热塑性聚酰亚胺( PI) 是50 年代中期发展起来60 年代初开始工业化的一类耐高温聚合物材料, 其突出的特点是耐高温性能优异, 可承受250～400℃的高温, 同时具有很好的低温性能, 因此使用温度范围很宽( - 269～+ 400℃) 。另外, 还具有耐辐射、耐腐蚀、耐磨耗、自润滑等特殊性能。但是, 这类材料加工成型条件非常苛刻, 需要在高温高压的特殊条件下采用类似粉末冶金的方法压铸成坯件, 然后在400℃的高温下烧结成型。
典型的产品如Dupont 公司的Vespel 系列材料。但这类材料不能作为基体树脂制造连续纤维增强的树脂基复合材料, 从而严重影响了它的应用范围。为了改善这种耐高温聚合物材料的加工性能, 美国NASA Lew is 研究中心和中国科学院化学研究所的科学家研究成功PMR 型( Polymerizat ion o f Mo nomer Reactant s) 热固性聚酰亚胺树脂, 典型的产品如PMR-15、KH-304 等。这种树脂是一种以低沸点醇类为溶剂的均相溶液, 可以均匀地浸渍纤维增强材料, 用于制造高质量的预浸料(布或带) 。该预浸料具有良好的成型工艺性能, 由其制造的复合材料在310～320℃下具有优异的力学性能, 具有高比模、高比强、抗腐蚀、抗辐射、不生锈等金属材料所没有的一系列突出优点, 与碳纤维、玻璃纤维、Kevlar 纤维等增强材料制成的复合材料的比模量、比强度等性能与铝/ 钛合金等金属材料相当。但连续纤维增强的树脂基复合材料也存在一些缺点, 如制造成本高、制品的精度低, 只适合于制造大型部件而不宜制造小型的、高精度部件。
为了拓宽耐高温聚酰亚胺复合材料的应用范围,在赋予材料特殊功能的同时, 降低复合材料制品的加工成本, 中科院化学研究所工程塑料国家重点实验室开展了成型工艺简单的HT PI 系列纤维(或颗粒) 增强聚酰亚胺复合材料的研究工作。该材料具有优异的加工性能, 可以采用标准的塑料加工成型方法如热模压成型技术加工制造各种形状复杂的结构零( 部) 件或承力件。
HT PI系列聚酰亚胺复合材料及其制品具有很多其他材料所没有的优异性能, 如耐高温、自润滑、低磨耗、力学性能优异、尺寸稳定性好、热膨胀系数小、高绝缘、低热导、不熔融、不生锈等, 可在很多情况下替代金属、陶瓷和其他高温聚合物材料, 广泛应用于石油化工、矿山机械、精密机床等领域, 并具有很好的性能价格比。材料按使用温度可大致区分为两大类: 一类的长期使用温度为310～320℃, 短期使用温度为340～360℃; 另一类的长期使用温度为360～380℃, 短期使用温度为400～450℃。
