聚酰亚胺是聚合物中热稳定性最高的品种之一,其开始分解温度通常在500℃左右,某些品种甚至可达600℃。未填充的聚酰亚胺塑料的抗张强度超过100MPa,薄膜(如Kapton)的抗张强度可达170MPa以上。
一些聚酰亚胺品种对稀酸稳定,不溶于有机溶剂,但可以通过水解回收原料二酐和二胺。聚酰亚胺的热膨胀系数较低,一般在2×10^-5^-3×10^-5^/℃范围内,有助于在温度变化下保持材料的尺寸稳定性。聚酰亚胺薄膜即使在5×10^9^rad快电子辐照后,强度保持率仍可达90%。
聚酰亚胺的介电常数约为3.4,介电损耗低,介电强度高,体积电阻大,这些性能在宽温度和频率范围内保持稳定。由二酐和二胺在极性溶剂中进行低温缩聚反应,形成可溶的聚酰胺酸。聚酰胺酸通过加热或化学脱水环化转变为聚酰亚胺。
这个过程可以分为以下几个步骤:二酐和二胺在极性溶剂中进行缩聚反应,形成聚酰胺酸。这个过程中,每个反应步骤都会释放出一分子的水。
聚酰胺酸通过加热至约300℃进行脱水成环反应,转变为聚酰亚胺。这一步是通过去除最后一个水分子来完成的。也可以通过向聚酰胺酸中加入乙酐和叔胺类催化剂进行化学脱水环化,直接得到聚酰亚胺溶液或粉末。
聚酰亚胺的这些特性使其成为电气设备中不可或缺的材料,其分子聚合反应的原理解释了如何从简单的单体构建出具有复杂结构和优异性能的材料。