聚酰亞胺具有優(yōu)異的耐熱穩(wěn)定性能和極高的力學(xué)性能，作為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料基體樹脂已在航空航天領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著航空航天技術(shù)的快速發(fā)展，飛行器速度不斷提高，因此，對(duì)復(fù)合材料的耐溫等級(jí)和熱氧化穩(wěn)定性提出了更高的要求。
目前，提高聚酰亞胺樹脂的耐高溫性能主要是通過(guò)在分子主鏈上引入剛性較大的結(jié)構(gòu)單元、增強(qiáng)聚合物分子鏈間的相互作用或者增大聚合物的交聯(lián)密度等方法實(shí)現(xiàn)。但是增加聚合物分子鏈剛性和增強(qiáng)分子間相互作用，會(huì)造成樹脂熔體黏度的大幅提高，成型工藝性下降以及樹脂與增強(qiáng)材料的界面性能變差; 而提高聚合物分子鏈剛性和增大交聯(lián)密度會(huì)帶來(lái)樹脂韌性不佳等問(wèn)題。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外相繼開展了有機(jī)無(wú)機(jī)雜化聚酰亞胺樹脂的研究工作，發(fā)現(xiàn)通過(guò)將有機(jī)材料的韌性和良好的加工性與無(wú)機(jī)材料的耐熱穩(wěn)定性結(jié)合起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)在提高聚酰亞胺樹脂耐高溫性能的同時(shí)保持其他各項(xiàng)性能的均衡。
中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所和航天材料及工藝研究所合作在國(guó)內(nèi)率先開展了有機(jī)無(wú)機(jī)雜化聚酰亞胺樹脂及其復(fù)合材料的研究。通過(guò)系統(tǒng)研究化學(xué)結(jié)構(gòu)與固化溫度對(duì)有機(jī)無(wú)機(jī)雜化聚酰亞胺的工藝性能、耐熱性能和力學(xué)性能的影響規(guī)律，開發(fā)了KHPIS 系列聚酰亞胺樹脂，該系列聚酰亞胺樹脂預(yù)聚物具有良好的熔體流動(dòng)性，**熔體黏度低于200 Pa·s，有利于樹脂對(duì)纖維表面形成良好的潤(rùn)濕，可滿足復(fù)合材料真空熱壓罐成型工藝的要求。純樹脂固化物的Tg達(dá)到500 ～550 ℃，與T800 碳纖維制備的復(fù)合材料在450～500 ℃高溫下表現(xiàn)出優(yōu)異的耐熱氧化穩(wěn)定性。
目前傳統(tǒng)芳香有機(jī)結(jié)構(gòu)的熱固性聚酰亞胺樹脂的耐溫等級(jí)可達(dá)到320 ～ 450 ℃，已無(wú)法滿足航空航天及空間技術(shù)快速發(fā)展的應(yīng)用需求。飛行器在某些極限條件下工作時(shí)要承受500 ℃以上高溫，這一溫度已經(jīng)接近了有機(jī)聚合物的熱分解溫度極限。有機(jī)無(wú)機(jī)雜化聚酰亞胺樹脂及其復(fù)合材料的研究為進(jìn)一步提高樹脂基復(fù)合材料的耐熱性能和長(zhǎng)時(shí)熱氧化穩(wěn)定性提供了新的發(fā)展空間。今后對(duì)于有機(jī)無(wú)機(jī)雜化聚酰亞胺樹脂在高溫下的結(jié)構(gòu)演變過(guò)程與降解失效機(jī)理尚需開展深入研究，從而為材料在高溫極端環(huán)境下的應(yīng)用提供指導(dǎo)。