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热固性聚酰亚胺具有优异的热稳定性、耐化学腐蚀性和机械性能，通常为橘黄色。石墨或玻璃纤维增强的聚酰亚胺的抗弯强度可达到345 MPa,抗弯模量达到20GPa.热固性聚酰亚胺蠕变很小，有较高的拉伸强度。
聚酰亚胺的使用温度范围覆盖较广，从零下一百余度到两三百度。聚酰亚胺化学性质稳定。聚酰亚胺不需要加入阻燃剂就可以阻止燃烧。一般的聚酰亚胺都抗化学溶剂如烃类、酯类、醚类、醇类和氟氯烷。它们也抗弱酸但不推荐在较强的碱和无机酸环境中使用。某些聚酰亚胺如CP1和CORIN XLS是可溶于溶剂，这一性质有助于发展他们在喷涂和低温交联上的应用。
聚酰亚胺纤维又被称为芳酰亚胺纤维，分为普通耐热和高强度两类。前者用于高温介质的过滤材料、主要电缆护套、消防服等。后者的力学性能可达到碳纤维水平，是先进复合材料的增强剂，也可以用于防弹背心及其他防护盾甲。目前，用于制造高温过滤材料应用广泛且迫切。其中，国内市场广泛使用的袋式除尘装置的核心关键——耐高温滤料，普遍应用的是底端的PPS纤维，高端的聚酰亚胺纤维全部进口。
聚酰亚胺产品可用于汽车和飞行器发动机、通讯仪器、建筑机械、工业机械、商用设备、电子电器和微电子、分析和医疗设备以及传输和纺织设备等领域。
由于其昂贵的价格，依然对部分应用领域具有挤出效应。应用化学研究所开发的聚酰亚胺及制品合成新工艺，改变了传统聚酰亚胺的合成方法，开辟了一条新的氯代苯酐合成聚酰亚胺反应途径。经综合测算，新加工工艺可使聚酰亚胺的生产成本降低30%以上。
