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      2023 年 第 36 卷 8 期

        聚酰亚胺专辑|专论

      • 姚昕乐,王成硕,杨雨洁,郭蕊,姬忠莹,郭玉雄,肖骏峰,孙初锋,王晓龙
        2023, 36(8): 901-913. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.08.001
        摘要：近年来,光固化3D打印技术因高精度、定制化、整体免装配以及快速制造等成形优点,用于解决聚酰亚胺(polyimide, PI)的微型精密、异形复杂及其功能结构一体化制造技术难题,受到了研究者的广泛研究和关注。基于光固化3D打印成形原理与PI的物理化学特性,发展了一系列光固化3D打印PI材料及其成形技术。本文归纳总结了光固化3D打印PI材料设计制备准则,重点介绍了立体光刻技术(SLA)、数字光处理技术(DLP)和紫外辅助直书写技术(UV-DIW)等光固化3D打印PI研究进展,最后通过光固化3D打印PI的应用和产业化现状提出研究发展对策。  
        关键词：聚酰亚胺;增材制造;光固化3D打印;复杂构件;航空航天   
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        发布时间：2023-06-26
      • 丛冰,王大明,赵晓刚,周宏伟,陈春海
        2023, 36(8): 914-928. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.08.002
        摘要：电致变色/电控荧光双功能聚酰(亚)胺作为新兴发展的光学显示材料具有广阔的应用前景,但由于传统的聚酰(亚)胺溶解性较差以及荧光的高度环境敏感性,限制了此类材料的进一步应用。本文结合本课题组的研究工作和国内外其他研究团队具有代表性的工作,分析总结了近几年用于电致变色/电控荧光的含三苯胺结构二胺单体以及对应的聚酰(亚)胺,分析了聚合物分子结构与电致变色/电控荧光性能之间的关系,重点讨论了三苯胺结构在聚合物结构设计中的重要作用。着重讨论了电活性氮原子的数目、电活性氮原子在聚合物链中的位置、荧光团的数目和位置对电致变色/电控荧光双功能材料性能的影响,希望能为制备高性能的电致变色/电控荧光双功能材料提供借鉴。  
        关键词：三苯胺;电活性氮原子中心;电致变色/电控荧光;聚酰(亚)胺   
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        发布时间：2023-06-26
      • 秦熠填,尹倩,王旭,刘向阳
        2023, 36(8): 929-940. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.08.003
        摘要：随着航空航天、微电子和柔性显示等领域的快速发展,其对高性能聚酰亚胺(polyimide, PI)的性能要求不断提高。而在众多改性PI中,含苯并咪唑杂环的PI因苯并咪唑环不对称的电荷分布、催化活性、可形成氢键,以及可进一步衍生反应性的特点,展现出优异的结构可设计性、力学性能、耐热性、热尺寸稳定性以及功能性,因此受到越来越广泛的关注。本文综述了近年来国内外关于含苯并咪唑结构单元的PI结构与性能研究进展,重点介绍了苯并咪唑环对聚酰胺酸(poly(amide acid), PAA)缩聚反应、酰亚胺化反应、分子间相互作用、聚集态结构,以及PI复合材料表/界面性能等的影响,并对含苯并咪唑型PI未来的发展进行了展望。  
        关键词：聚酰亚胺;苯并咪唑;结构与性能;酰亚胺化反应;聚集态;表/界面   
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        发布时间：2023-06-26
      • 胡凡,钟建铭,张宇,庄永兵
        2023, 36(8): 941-958. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.08.004
        摘要：聚酰亚胺(PI)因具有优异的机械性能、耐热稳定性、化学稳定性、成膜性及结构设计可调节性,是应用于高性能气体分离膜的理想膜材料。但常规PI材料不熔不溶,难以加工制膜,应用于气体分离时通常应具有较低的透气性,长期应用时存在老化和塑化问题,这些缺点限制了其工业应用。自具微孔聚酰亚胺(PIM-PI)在保持良好的可溶解加工性、良好的耐热性及成膜性的同时,还具有相对常规PI更佳的分离性能,因而在气体分离领域表现出巨大的应用潜力。本文结合作者的研究工作,综述了常规PI及PIM-PI气体分离膜材料的制备路线、化学结构(如单体结构)及聚集态结构(如自由体积分数)和制膜方法等因素对其气体分离性能的影响,介绍了共聚、共混和交联等PI气体分离膜改性方法,并对该研究领域未来技术发展方向以及PI类气体分离膜材料的应用前景进行了展望。  
        关键词：聚酰亚胺;气体分离;膜;自具微孔;改性   
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      • 李猛猛,武靖洲,张清华
        2023, 36(8): 959-967. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.08.005
        摘要：聚酰亚胺气凝胶集聚酰亚胺的机械性能优异、耐高低温稳定性好、低介电等特性与气凝胶的孔隙率高、密度低、低热导率等特性于一体,在航空航天、军用装备、消防安全等高精尖领域具有巨大应用前景。聚酰亚胺气凝胶化学结构设计、制备工艺的调控、结构与性能的关系等均是该材料发展的关键。结合本课题组的相关研究工作,本文对聚酰亚胺气凝胶研究情况进行简述,并对其未来的研究方向和发展趋势进行了展望,以期为后续研究提供借鉴与参考。  
        关键词：聚酰亚胺;气凝胶;合成;增强;应用   
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        发布时间：2023-06-26

        聚酰亚胺专辑|综述

      • 康永军,董南希,王亚丽,刘丙学,田国峰,齐胜利,武德珍,魏甲明,刘君
        2023, 36(8): 968-978. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.08.006
        摘要：硅基负极材料是提升锂离子电池能量密度的重要材料基础,负极粘结剂性能的优劣是影响硅基负极材料推广应用的关键因素。本文全面综述了锂离子电池负极粘结剂材料的研究及应用进展,详细阐述了粘结剂对于硅基负极材料及锂离子电池电化学性能的影响,简要介绍了目前常用的羧甲基纤维素(CMC)、聚丙烯酸(PAA)、海藻酸盐(Alg)三种硅基负极粘结剂的特点,重点讨论了聚酰亚胺(PI)材料作为负极粘结剂的优势,其分子结构可设计、形变可逆、高强高模等优点有望抑制硅基负极体积膨胀并避免颗粒粉化,系统综述了目前PI在硅基负极粘结剂中的研究进展。在此基础上,为PI粘结剂后续研究提供了新的方法策略,为锂离子电池负极粘结剂的开发和应用提供了新的设计理念。  
        关键词：锂离子电池;粘结剂;硅基负极;聚酰亚胺   
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      • 李沐坤,郭永强,阮坤鹏,顾军渭
        2023, 36(8): 979-997. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.08.007
        摘要：聚酰亚胺(PI)具有优异的绝缘性能、力学性能、耐热性能、耐辐射性能等,广泛应用于高精密智能控制系统、5G通讯终端与基站等领域。但PI材料的导热系数(λ)较低,无法满足当下及未来高功率电子电气设备的导热/散热需求。因此,研究开发新一代PI导热材料成为国内外的研究热点。本文系统总结了PI导热材料的研究进展,主要从本征型导热PI和PI导热复合材料两方面展开,介绍了相关概念、分类与影响因素,阐述了PI导热材料的制备及研究进展,分析了PI导热材料的内禀导热机理,最后总结了该领域内目前面临的挑战、展望了PI导热材料的发展方向。  
        关键词：聚酰亚胺;本征导热;导热复合材料;导热系数   
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      • 查俊伟,刘雪洁,董晓迪,万宝全
        2023, 36(8): 998-1014. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.08.008
        摘要：聚酰亚胺电介质是电气工程、电子信息技术、航空航天等领域的一类重要的绝缘材料,然而在实际应用中依然存在材料设计制备、结构-性能关系与性能调控等方面的问题尚未解决。多重应用场景下介电性能的不匹配限制了聚酰亚胺的创新式发展,成为制约电工、电子信息航空航天领域发展的重要问题。本文基于影响电介质薄膜电-热特性的基本原理,从分子结构改性和复合结构优化等方面详细综述了调控聚酰亚胺高/低介电特性、热稳定性和绝缘强度等综合性能的研究方法和内部机理,总结了当前聚酰亚胺薄膜在能源系统和电子器件中残存的问题及面临的挑战,并为聚酰亚胺薄膜未来的发展及应用提供有意义的指导。  
        关键词：介电材料;聚酰亚胺薄膜;高/低介电;耐高温   
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        发布时间：2023-06-26
      • 王艳艳,张献,肖超,丁欣,郑康,刘香兰,宫艺,陈林,田兴友
        2023, 36(8): 1015-1026. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.08.009
        摘要：聚酰亚胺(PI)薄膜作为综合性能最优异的聚合物材料之一,已经被广泛应用于各类微电子器件。随着电子元器件的功率密度急剧增加,热积累问题已经成为制约其发展的瓶颈。具有高导热性能的PI绝缘薄膜材料被认为是解决上述热积累问题的有效方法之一。由于PI薄膜的本征导热性能较差,近年来,国内外研究学者在提高PI薄膜导热性能方面做了大量工作。本文从阐述热量在PI薄膜中的传输机理出发,概述了近年来导热PI绝缘薄膜的研究进展与发展现状,重点讨论了绝缘导热型填料、导电导热型填料以及三维导热骨架等增强PI绝缘复合薄膜导热性能的策略,最后对PI基导热绝缘复合薄膜研究进展和未来可能的发展趋势进行了总结和展望。  
        关键词：聚酰亚胺;导热系数;导热填料;导热通路;复合材料   
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        发布时间：2023-06-26
      • 孟祥胜,柯红军,阎敬灵,王献伟,王震
        2023, 36(8): 1027-1041. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.08.010
        摘要：热固性聚酰亚胺树脂具有优异的耐热性能、力学性能、介电性能及成型工艺性,以其制备的复合材料广泛应用于航空航天等领域。本文主要根据树脂封端剂化学结构的不同而分类综述了降冰片烯封端、苯乙炔基封端及其他封端的聚酰亚胺研究进展和基本应用情况,并对其未来发展方向进行了展望。  
        关键词：热固性聚酰亚胺;封端剂;结构与性能;进展   
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        发布时间：2023-06-26
      • 李明慧,代梦露,刘凤萍,侯加仁,黄港,郭颖杰,石曼玲,冯元皓,杨卓艺,赵乐遥,孙晶,房强
        2023, 36(8): 1042-1075. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.08.011
        摘要：聚酰亚胺是目前最常用的工程塑料之一,它具有优异的热稳定性和机械性能,同时也具有较低的介电常数和介电损耗,在微电子领域也有广泛应用。5G通讯技术的发展对具有更低介电常数的聚酰亚胺材料提出了需求。在本文中,我们综述了近年来低介电聚酰亚胺材料的发展,并对聚酰亚胺结构与其介电性能的关系进行了讨论,以期对今后低介电聚酰亚胺材料的制备提供指导意义。  
        关键词：聚酰亚胺;低介电常数;高频通信   
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        发布时间：2023-06-26
      • 刘巍,刘桂华,洪梅,潘艳雄,姬相玲
        2023, 36(8): 1076-1089. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.08.012
        摘要：聚酰亚胺可制成薄膜、纤维、泡沫等多种形式,在航空航天、液晶显示、微电子等诸多高技术领域具有广泛的应用。其中,聚酰亚胺薄膜的应用尤为广泛。在溶液制备固态薄膜的过程中,调控聚酰亚胺分子链在溶液中的形态结构,对调节聚集态结构及其固态薄膜的性能尤为重要。因此,对聚酰亚胺溶液性质的研究是十分必要的。高分子溶液性质包括高分子在溶液中的链构象及其柔顺性、与高分子链构象有关的分子参数及其它们之间的标度关系、影响高分子链构象的因素等。本文总结了近些年在可溶性聚酰亚胺溶液性质方面的研究进展,包括一些可溶性聚酰亚胺在不同溶剂中的链构象、基本分子参数及它们之间的标度关系、结构因素和外在条件(温度等)对分子链柔顺性的影响。最后,对可溶性聚酰亚胺溶液性质研究的未来发展趋势进行了展望。  
        关键词：可溶性聚酰亚胺;溶液性质;链构象;柔顺性;分子参数   
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        发布时间：2023-06-26
      • 翁梦蔓,赵晓君,罗旭良,闵永刚
        2023, 36(8): 1090-1100. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.08.013
        摘要：聚酰亚胺(PI)因其独有的分子结构和高碳含量,是制备优质类石墨材料的前体。同时其热处理加工程序简单,PI制备类石墨材料也有望从实验室走向实际生产。本文就近年来国内外针对PI基制备类石墨材料的研究现状,以不同的材料形式为板块,综述了PI基制备类石墨材料的技术路径和研究进展,重点介绍了PI基制备类石墨膜、碳泡沫和碳纤维的研究进展。  
        关键词：聚酰亚胺;石墨膜;类石墨泡沫;碳纤维   
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