近日，北理工重慶創新中心有機功能材料技術研究所對外透露，該所以AI+通道式自動化技術為核心，構建“高精度模型建立—自動化執行—分析反饋”的智能化閉環體系，成功開發出聚酰亞胺單體材料綠色合成工藝，有望打破我國高端PI產業從跟跑邁向並跑的核心瓶頸。

北理工重慶創新中心。兩江協同創新中心供圖

聚酰亞胺（Polyimide，簡稱PI）是一類主鏈上含有酰亞胺環的高性能有機高分子材料。作為已知綜合性能最佳的有機高分子材料之一，聚酰亞胺以卓越的耐高溫性、耐低溫性、耐輻射性、耐化學腐蝕性以及優異的機械性能和電學絕緣性能，被譽為“黃金薄膜”，在航空航天、電子電氣、交通運輸、能源動力、國防軍工等眾多高技術領域有著廣泛用途。

目前，我國電子領域高性能PI薄膜仍依賴進口，核心原因在於PI前驅體研究積累不足，高品質化學亞胺法所需的前驅體配方和工藝控制技術整體落后，這成為制約我國高端PI產業從跟跑邁向並跑的核心瓶頸。

據介紹，聚酰亞胺單體材料綠色合成工藝項目從根本上解決了傳統材料開發周期長、失敗率高、品質不穩定、應用困難等技術難題。該工藝較原有工藝成本降低顯著，產品性能達到國際先進水平，可有效緩解高端電子材料進口依賴度高、供應鏈不穩定的行業痛點。

項目基於微納尺度流動強化與智能化自動化控制技術的深度融合，其核心是利用通道式微結構的高效傳質傳熱，借助人工智能算法和自動化控制系統，實現PI酸酐單體的高效、安全制備。通道式自動化技術覆蓋原料到產物整個制造過程，通過精准控制實驗參數並減少人為誤差，解決產品質量均一性差的難題。

具體而言，AI技術負責反應條件設計與優化，結合材料合成反應原理和通道式高通量篩選能力，前期可快速獲取大量相關實驗數據，提高AI算法模型精度，快速得到最優實驗參數，提高產品研發效率。

其中，自動化系統主要包括參數控制模塊、參數執行模塊和通道式反應模塊：參數控制模塊通過圖形用戶界面（GUI）實現指令傳輸和過程監控﹔參數執行模塊根據GUI指令執行具體實驗操作，主要包括輸送泵、質量流量計、切換閥和傳感器等﹔通道式反應模塊負責具體實施反應過程，其核心優勢在於高表面積體積比和精准的流體控制，可顯著提升反應效率和產物選擇性。分析系統負責通道式數據的在線即時處理，具備快速響應能力和高靈敏度。

據介紹，項目集成AI+通道式自動化技術，應用於PI酸酐單體的高效制備，不僅能實現特種PI酸酐單體的低成本、品質與安全可控的大規模生產，還能提高開發新型酸酐單體的效率，並進一步優化終端PI產品性能。通過AI反饋數據持續迭代技術方案，項目形成“研發—生產—應用—反饋”的良性循環。通過AI與微通道技術深度融合，推動電子級材料合成工藝智能化、綠色化升級，最終賦能高附加值PI薄膜產業化落地。

項目負責人表示，項目定位於產業鏈上游關鍵單體合成環節，以酸酐單體綠色合成工藝為突破口，向上承接傳統大化工原料，向下服務中游前驅體及下游PI制品企業，具有鮮明的戰略支點價值。

負責人透露，目前項目已具備從樣品制備、工藝試驗、性能測試到微觀表征的全流程開發能力，實現了從原料高效創新工藝到桌面工廠安全綠色連續生產的完整落地，並已與國內某上市企業合作完成中試、交付小批量訂單，獲得客戶高度認可。

從市場空間看，聚酰亞胺全球市場正處於穩健增長通道。2025年全球聚酰亞胺市場規模約102億美元，預計2032年將達151.3億美元。其中，受益於消費電子升級、新能源汽車滲透加速以及半導體產業鏈擴張等多重驅動因素疊加，中國市場是全球PI產業鏈中增長最快的區域板塊，2025年中國聚酰亞胺及酰亞胺聚合物市場規模達222.27億元，預計未來五年仍將保持雙位數增速。（孫建和）