脂环族聚酰亚胺的应用

1、透明柔性显示

      随着智能手机日新月异的发展，可折叠手机已经上市，其*大的特点就是柔性折叠，传统的玻璃衬底已不能满足要求，因此高性能高分子材料受到越来越多的关注，如聚酰亚胺（PI）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚碳酸酯（PC）、聚醚砜（PES）、聚多环烯烃（PCO）、聚醚醚酮（PEEK）等[43]。其中聚酰亚胺具有优异的热性能而更适用于有耐高温需求的柔性材料。传统的全芳香族聚酰亚胺由于CTC 效应的影响，透光性较差，通常显现为黄色，因此不适用于对透光性要求较高的显示领域，脂环族聚酰亚胺尤其是全脂环族聚酰亚胺通常具有较高的透光性能，且薄膜材料颜色可做到无色，因此脂环族聚酰亚胺更适用于透明柔性显示材料。

      2007 年日本三菱瓦斯（MGC）公司宣布实现了无色透明PI薄膜的量产，生产能力为5 000 m2/月，商品名为Neopulim®。该产品以脂环族二酐H-PMDA为原料生产，Tg为303℃，可长期耐受280℃高温制程（如无铅焊接）而不发生黄变。K SUGANUMA等与MGC公司合作以Neopulim®薄膜为衬底制备了透明柔性的有机场效应晶体管（OFETs）。OFETs技术在低成本、柔性、大面积薄膜器件中具有广泛应用前景，被认为是实现下一代柔性显示、柔性存储器以及射频识别标签的核心技术之一。

2、气体分离膜

      聚合物膜由于具有高效性和低能耗等优点，被广泛应用于氢气回收、二氧化碳捕集、空气中分离氮气等气体分离领域。聚酰亚胺膜是其中重要的膜材料之一，不仅具有优异的耐高温和耐化学腐蚀特性，还具有高选择性和适宜的气体渗透性。

      巴斯夫公司已有商品化的脂环族聚酰亚胺产品Matrimid® 可用于气体分离。其中Matrimid®5218 是应用*广泛的商业聚酰亚胺材料之一，由其制备的气体分离膜在具备高选择性的同时，也兼具较高的渗透通量。沈子琦等[48]将聚苯砜（PPSU）与Matrimid®共混制备了分离膜，发现CO2通量和选择性得到进一步提高。

3、光敏材料

      光敏聚酰亚胺（PSPI）因其优异的综合性能，被广泛应用于微电子领域的绝缘层和保护层。在实际应用中，高频高速电路板需要具有更低介电常数的聚酰亚胺材料。向聚酰亚胺分子链中引入分子量较大的基团（如金刚烷）可有效降低材料的介电常数，YWATANABE等[52]报道了一种具有金刚烷结构的半脂环族聚酰亚胺，它同时具有光敏性质低介电常数。

4、液晶取向膜

      作为薄膜晶体管驱动液晶显示器件（TFTLCD）的重要组成部分之一，液晶取向膜性能的优劣将直接影响器件的显示品质。在LCD面板中与液晶分子直接接触，并且能诱导无序排列的液晶分子进行定向排列的涂层称为取向膜，而用于制备取向膜的胶液称为取向剂。目前，TFT-LCD液晶面板主要采用聚酰亚胺（PI）作为取向膜，PI 经摩擦或光辐照处理后在表面产生分子取向的各向异性，从而诱导液晶分子被“锚定”，进而在电场作用下发生定向排列。传统的全芳香族聚酰亚胺透光性较差，而引入脂环结构能有效改善材料的透光性。