傳統PI薄膜由于分子間和分子內的CTC作用，在可見光范圍內具有強烈的吸收，呈現較深的顏色，限制了其在顯示領域的應用。因此，制備耐高溫無色透明PI 薄膜成為了顯示技術發展中關鍵的科學問題之一。

從分子結構設計出發，需選用帶有弱吸電子基團的二酐單體和弱給電子基團的二胺單體，以降低分子鏈間電荷傳遞作用，從而制備耐高溫無色透明PI 薄膜。

引入強電負性基團、脂環結構、大取代基團、不對稱結構和剛性非共平面結構都有利于制備無色透明PI。

這些基團的引入能夠降低分子鏈的有序性和對稱性，從而降低PI分子鏈的堆積，一定程度上增大分子鏈的空間自由體積，打亂鏈間的共軛作用，從而抑制或減少分子間或分子內的電荷轉移絡合物的形成，降低PI在可見光區域的吸收，提升薄膜的透光率。

雖然CTC作用對 PI 的光學性質不利，但卻使得分子鏈間具有強的相互作用，限制了分子鏈的運動，保證了 PI 出色的熱性能。有利于材料光學透明性的分子結構設計往往會在一定程度上降低材料的熱性能；而增加熱性能的結構因素，例如剛性芳香族結構、高度共軛結構，會帶來CTC效應，往往會損害材料的光學透明性。

一、引入強電負性基因

強電負性基團在一定程度上能夠降低 PI 分子鏈的堆積，增大鏈間自由體積，降低分子內和分子間電荷轉移相互作用，提高 PI 薄膜的透明度。

由于三氟甲基基團具有較強的吸電子能力和較大的自由體積，在 PI 的結構中引入含氟基團可以降低分子內和分子間電荷轉移相互作用，從而制備無色透明 PI 薄膜。

二、引入大取代基因

在PI結構中引入大體積取代基團，一方面能夠有效降低鏈間相互作用，增加鏈間距離，從而降低鏈堆積密度，另一方面大體積基團可以阻礙電子流動和分子鏈間的共軛作用和 CTC 形成的概率，從而提高材料的透明度和溶解性。同時大體積取代基團的引入不會破壞分子鏈的剛性，在一定程度上保持了材料的熱性能。

雖然引入大體積取代基團可以提高 PI 薄膜的透光率，但是大部分所得的聚合物薄膜仍然帶有一定的顏色，同時合成帶有大體積側基的單體較為困難，這就限制了它們的應用。

三、引入脂環結構

在傳統PI中引入脂環結構可以用來制備耐高溫無色透明PI薄膜，這是由于脂環結構能夠破壞芳香族PI鏈段上的共軛結構，降低分子鏈間的相互作用力，增大鏈間自由體積，減少CTC的形成，從而提升PI薄膜的透明性和溶解度，同時也可以維持薄膜良好的耐熱穩定性。

四、引入不對稱和剛性非共平面結構

傳統PI一般具有剛性對稱的分子結構，由于鏈間較強的CTC作用，分子鏈緊密堆積，賦予了PI良好的耐熱性、力學性能和耐溶劑性，但是規整的結構一般會使其溶解性較差，給加工帶來很大問題。

在 PI 分子鏈上引入不對稱和剛性非共平面結構，能夠破壞分子鏈的對稱性，降低規整性，增加鏈間自由體積，賦予其良好的溶解性。

此外，鏈間的共軛作用也會受到破壞，減少了 CTC 的形成，有利于制備透明 PI 薄膜。

五、引入無機納米粒子

引入可聚合的無機納米粒子也是一種在維持 PI 良好光學性能的同時，提高其熱性能的方法。無機納米粒子一般具有剛性的內核結構，這是它提高 PI 熱性能的主要原因，而帶有可聚合基團的無機納米粒子，能夠均勻分散在 PI 分子鏈中，有效避免了無機物的團簇，有利于得到透明性良好的PI薄膜。

（文章來源：模切之家）