聚酰亞胺（polyimides，PI）是一類具有多個酰亞胺五元雜環(huán)的高性能聚合物，由于具有獨(dú)特的電化學(xué)性能、耐輻射、耐化學(xué)腐蝕、優(yōu)異的力學(xué)性能等性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、電子電器、氣體分離、燃料電池、光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、傳感器等領(lǐng)域。盡管聚酰亞胺具有較長的研究歷史，近年來相關(guān)領(lǐng)域仍有較高的研究熱度，發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量逐年增加。
聚酰亞胺一般是由二胺和二酐單體聚合而成，根據(jù)主鏈結(jié)構(gòu)中是否含有苯環(huán)，可將聚酰亞胺分為芳香族聚酰亞胺和非芳香族聚酰亞胺，其中非芳香族聚酰亞胺又包括半芳香族聚酰亞胺和全脂肪/脂環(huán)族聚酰亞胺。通用的芳香族聚酰亞胺的分子鏈中存在較大的共軛體系，可以形成電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物（charge transfer complex，CTC），因此分子鏈的剛性和分子間作用力較大，導(dǎo)致其不溶、不熔、加工成型困難。并且芳香族聚酰亞胺的顏色較深和透光率較差，限制了其在無色性能要求較高的微電子和光電子領(lǐng)域的應(yīng)用。脂環(huán)族聚酰亞胺的分子中，脂環(huán)結(jié)構(gòu)代替苯環(huán)結(jié)構(gòu)有效消除了CTC的形成，使得材料的加工性能和透明度大幅提高，因此脂環(huán)族聚酰亞胺在液晶顯示、氣體分離和光敏材料等高科技領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
盡管脂環(huán)族聚酰亞胺具有廣泛的應(yīng)用前景，但是其工業(yè)化應(yīng)用實(shí)例仍然較少，一方面是因?yàn)橹h(huán)族單體本身的合成難度較大，另一方面是因?yàn)橹h(huán)族聚酰亞胺合成過程中易形成鹽而不能得到高分子量的聚合物。
芳香族聚酰亞胺具有優(yōu)異的耐熱、耐化學(xué)腐蝕和力學(xué)性能，但由于容易形成分子內(nèi)和分子間的電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物，因此芳香族聚酰亞胺通常顏色偏深，并且難溶于大部分溶劑導(dǎo)致加工性能較差。向聚酰亞胺分子中引入脂環(huán)結(jié)構(gòu)能夠有效克服上述缺點(diǎn)，使得脂環(huán)族聚酰亞胺被廣泛應(yīng)用于透明柔性顯示、氣體分離膜、光敏材料和液晶取向膜等領(lǐng)域。
脂環(huán)族單體在合成上均存在較大的難度，具有一定的技術(shù)門檻，目前國外公司壟斷了研究應(yīng)用中的絕大多數(shù)單體的生產(chǎn)和銷售。脂環(huán)族聚酰亞胺無疑是一種技術(shù)含量高、附加值高的新型材料?？梢灶A(yù)見，隨著市場需求的不斷增加，脂環(huán)族聚酰亞胺的研究將會受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界更多的關(guān)注，脂環(huán)族聚酰亞胺正面臨著巨大的發(fā)展機(jī)遇。