Bonne résistance thermique : pour les polyimides entièrement aromatiques, la température de décomposition initiale est généralement d'environ 500 degrés. Les polyimides synthétisés à partir de dianhydride de biphényle et de p-phénylènediamine ont une température de décomposition thermique atteignant 600 degrés, ce qui en fait l'un des polymères les plus stables thermiquement à ce jour.
Résistance aux températures extrêmement basses : ils ne deviennent pas cassants dans l'azote liquide à une température thermodynamique de 4 K (-269 degrés).
Excellentes propriétés mécaniques : la résistance à la traction non chargée est supérieure à 100 MPa, avec des films de polyimide pyromellitique atteignant 250 MPa et des films de polyimide biphényle (Upilex) atteignant 530 MPa. En tant que plastique technique, son module d'élasticité est généralement de 3-4 GPa. Les calculs théoriques montrent que les fibres de polyimide synthétisées à partir de dianhydride pyromellitique et de p-phénylènediamine ont un module d'élasticité allant jusqu'à 500 GPa, juste derrière la fibre de carbone ;
Faible coefficient de dilatation thermique : Le coefficient de dilatation thermique du polyimide est compris entre 2×10⁻⁵ et 3×10⁻⁵/degré, tandis que le polyimide de type biphényl- peut atteindre 10⁻⁶/degré, comparable à celui des métaux, et certaines variétés peuvent même atteindre 10⁻⁷/degré ;
Bonnes performances de traitement : le polyimide peut être traité à l'aide de la plupart des méthodes de polymères, notamment le moulage en solution, le revêtement en suspension et la sérigraphie, ainsi que des méthodes de traitement par fusion telles que le pressage à chaud, l'extrusion, le moulage par injection et même le moulage par transfert (RTM) de prépolymères à très faible viscosité à l'état fondu ;
Excellentes propriétés diélectriques. La permittivité relative du polyimide ordinaire est d'environ 3,4. L'introduction de fluor, de grands groupes latéraux ou la dispersion de l'air à l'échelle nanométrique dans le polyimide peuvent réduire la permittivité relative à environ 2,5. La perte diélectrique est de 10⁻³ et la rigidité diélectrique est de 100 à 300 kV/mm. Il conserve de bonnes propriétés d’isolation sur une large plage de températures et de fréquences.
Il est non-toxique et peut résister à des milliers de cycles de stérilisation. Certains polyimides présentent également une excellente biocompatibilité.
Les autres avantages incluent une résistance élevée aux radiations, des propriétés-auto-extinguibles du polymère, une faible génération de fumée et un très faible dégazage sous vide poussé.
