近年来，聚酰亚胺(PI)工程塑料以其耐温等级高、力学性能优良、自润滑等特性而在航空、航天、微电子等高技术领域中得到了广泛的关注。PI工程塑料按照其结构特性可分为热塑性PI (TPI)材料与热固性PI材料两类。

其中，TPI工程塑料近年来由于受到大飞机、新能源汽车、风电等新兴产业的需求增长而得到了快速的发展。TPI工程塑料兼具PI材料的耐高温、高绝缘、高力学特性以及常规热塑性工程塑料的熔体可加工性，因此在上述高技术领域中可广泛用作轴承、副承力件等部件的制造。

虽然TPI工程塑料已经在众多高技术领域中得到了广泛的应用，但迄今为止很少有相关基础研究关注TPI工程塑料的无色或浅色透明化。这主要是由于传统TPI工程塑料为了实现良好的熔体流动性，其分子结构被设计成有利于结晶的状态。例如，Aurum®与SuperAurum®等均是半结晶型TPI工程塑料。

这种结晶区域的存在使得入射光会因结晶的存在而发生散射与折射，从而使得TPI工程塑料的透光率显著发生劣化。另外，为了保持良好的耐温等级，现有商业化TPI工程塑料基本都采用了全芳香族分子链结构，因此从作为电子给体的二胺单元到作为电子受体的二酐单元之间的电荷转移(CT)作用较为强烈。这种CT作用不仅发生在TPI分子链内部，同时也发生在分子链间。电荷在转移、跃迁过程中会对可见光产生显著的吸收，使得TPI外观呈现出较深的颜色。

先进光学部件的制造对无色透明耐高温工程塑料的需求日益迫切。TPI工程塑料的无色透明化基础与应用研究步伐也得以加速。中国地质大学(北京)任茜等采用具有不同空间立体构型的氢化均苯四甲酸二酐单体分别与TPI工程塑料制造常用的芳香族二胺，1，3-双(3-胺基苯氧基)苯(133APB)与1，3-双(4-胺基苯氧基)苯(134APB)等二胺单体进行聚合，制备4种半脂环结构PI树脂。

然后采用模压工艺制备PI模压片，并进行一系列测试表征，系统研究二酐单体的立体异构与二胺单体的组成对最终PI模压片光学性能、热性能以及力学性能的影响机制，获得其结构与性能的关系，为未来实现其应用提供理论依据与基础数据。相关研究成果发表在《工程塑料应用》2022年第8期，论文题名《基于氢化均酐的浅色PI模压片制备与性能》，欢迎关注阅读。

01.氢化均苯四甲酸二酐单体的立体构型

氢化均苯四甲酸二酐(HPMDA)存在多种异构体，其中最常见的包括三种立体异构体：1S，2R，4S，5R-HPMDA (ccHPMDA)，1S，2S，4R，5R-HPMDA (ttHPMDA)以及1R，2S，4S，5R-HPMDA (ctHPMDA)，其立体构型分别如图1所示。

由图1可以看出，ccHPMDA分子结构呈现为船式，4个羰基均是—exo构型，即均朝向外侧，聚合时的立体障碍较大；ttHPMDA与ctHPMDA分子结构中，2个羰基是—exo构型，朝向外侧，另外2个羰基是—endo构型，朝向内侧，聚合时的立体障碍相对较小。ttHPMDA的分子结构呈现为椅式，而ctHPMDA分子结构呈现为船式。

这些结构特征赋予了3种异构体不同的聚合特性以及最终PI材料不同的性能特征。基于ttHPMDA的PI分子链具有更高的面内取向度，而基于ccHPMDA与ctHPMDA的PI分子链则更多地呈现为非共平面立体结构。