聚酰亚胺(PI)树脂是一种具有高模量、高强度、低吸水率、耐水解、耐辐射，优异绝缘性及耐热氧化稳定性的工程塑料。对聚酰亚胺材料进行高温石墨化处理，可使其既具有传统炭材料密度低、耐高温、耐腐蚀且高强高模等特点，又具有优异的传导性能，成为解决电子器件、航天飞行器等先进工业领域散热问题的优选材料，聚酰亚胺石墨化由此受到材料企业的热捧。

　　什么是石墨化?石墨化为什么能提升聚酰亚胺材料性能?据业内人士介绍，聚酰亚胺的石墨化过程是指在一定碳化温度下，材料发生高温分解反应，生成体积较大的气体，高分子链断裂重排形成含氮炭六角炭层结构，随温度升高，氮气释放，碳原子由无序炭向规整的石墨结晶六角炭网结构生长，最终形成石墨材料。聚酰亚胺在一定温度下碳化后可以形成碳层杂乱的结构炭材料，如果对材料进行高温石墨化处理，就可以使材料形成规整的石墨化结晶，由此有效提高材料的综合性能。

　　国内科研人员对不同聚酰亚胺薄膜为原料经相同升温程序制备的聚酰亚胺石墨膜进行了研究，从外观就可以看出，国产聚酰亚胺薄膜受热后收缩不均，表面褶皱问题严重，而国外聚酰亚胺薄膜经高温后收缩均匀，仍可以保留表面平整，结构致密。

　　据称，国内已有研究人员通过炭化、高温石墨化制备石墨薄膜工艺，制得了电阻率小于1.1μ?·m、热导率达到1100 W/(m·k)的高定向石墨薄膜，但距石墨烯的理论热导率还有很大提升空间。目前以国外聚酰亚胺薄膜烧制的炭膜电导率超过6.5×103S/m，石墨膜的电导率2×105S/m，导热率超过1500W/m·k。而国产的聚酰亚胺薄膜由于受热收缩不均，烧制的石墨膜质量差，传导性能低，难以满足工业需求。由此可见，聚酰亚胺石墨膜的性能及发展直接决定于聚酰亚胺薄膜制备工艺条件的限制。

　　在聚酰亚胺薄膜制备方面，我国在1966年开始探索聚酰亚胺薄膜的技术及工业，现在国内厂家超过50家以上。近年来随着产业发展，国内也相继开发出多类型的聚酰亚胺薄膜，但总的来说，国产膜与国外相比还有较大差距。国内多数企业采用流延工艺，规模小、污染大、质量差，生产的聚酰亚胺薄膜只能应用于电学绝缘，当对产品性能稳定度要求较高或用于其他特殊环境时，就只能依赖进口。因此，国内要发展聚酰亚胺石墨化技术，首先要提升的就是聚酰亚胺薄膜制备技术，比如采用双轴定向的设备进行生产。

　　针对聚酰亚胺石墨膜目前的研究现状及存在问题，业内专家建议今后要开展两方面的工作：一是继续开发炭化、高温石墨化制备高导热柔性石墨薄膜器件工艺，通过调整影响制备石墨薄膜工艺参数如升温速率和保温时间等，并对取向态形成的动态过程进行观察，揭示石墨片晶的形成机理;二是基于石墨烯特征和现代测试技术，分析表征控制组成石墨薄膜的石墨片晶厚度和尺寸的影响因素，阐明高取向聚酰亚胺前驱体高分子向石墨烯网面沿薄膜拉伸方向高度取向的大尺寸石墨微晶的转变机理，明确结构及其性能的相关性，从而解决关键科学问题。

　　总之，聚酰亚胺石墨膜这种新型功能薄膜器件的开发和利用，将进一步缓解我国国防工业和电子封装器件等诸多领域对高导热材料的急迫需求，促进上述领域的科技进步和发展。