2026年2月3日，本团队在《Industrial & Engineering Chemistry Research》（影响因子=3.9）上在线发表了题为“Fabrication of polyimide foams with enhanced mechanical toughness and heat resistance via tuning free volume strategy”的研究成果。上述成果由西南科技大学、中国工程物理研究院化工材料研究所共同完成。

聚酰亚胺泡沫材料具有耐高温、抗辐射和隔热等优异性能。然而，由于其分子骨架通常过于刚性，该类材料长期面临机械韧性与耐热性之间的固有性能权衡，限制了其在高科技领域中的应用。为突破这一局限，本研究提出了通过在分子主链中引入三氟甲基侧基来调控分子间自由体积的策略。自由体积分数增加8.62%，有助于在发泡过程中产生大量的成核位点，从而获得均匀细化的泡孔结构，其平均泡孔尺寸从320±100 μm降低至200±60 μm。得益于精细调控的多孔结构，优化后的聚酰亚胺泡沫力学性能显著提升，压缩强度、韧性和模量分别提高180%、173%和278%，优于许多已报道的具有相似甚至更高密度的聚酰亚胺泡沫材料。特别值得注意的是，该泡沫的抗疲劳性能显著增强，在30次循环压缩测试后压缩强度保持率达91.1%。同时，材料仍保持卓越的耐热性和隔热性能，玻璃化转变温度提升22 °C，室温下导热系数保持在0.028-0.030 W·m^-1·K^-1范围。该策略同步实现了聚酰亚胺泡沫机械强度、韧性及耐热性的协同提升，有利于其在极端环境中的应用。

本工作得到国家自然科学基金、中国工程物理研究院院长基金、西南科技大学研究生创新基金的支持。

Siyuan Zhang, Liang Chen, Yaping Zhang*, Jinchao Li, Shuen Liang, Keping Chen*, Ningning Song*, Fabrication of polyimide foams with enhanced mechanical toughness and heat resistance via tuning free volume strategy, Industrial & Engineering Chemistry Research 2026, https://doi.org/10.1021/acs.iecr.5c05107