Goede hittebestendigheid: voor volledig aromatische polyimiden ligt de initiële ontledingstemperatuur doorgaans rond de 500 graden. Polyimiden gesynthetiseerd uit bifenyldianhydride en p-fenyleendiamine hebben een thermische ontledingstemperatuur van 600 graden Celsius, waardoor ze tot nu toe een van de thermisch meest stabiele polymeren zijn.
Weerstand tegen extreem lage temperaturen: ze worden niet bros in vloeibare stikstof bij een thermodynamische temperatuur van 4 K (-269 graden).
Uitstekende mechanische eigenschappen: De ongevulde treksterkte bedraagt meer dan 100 MPa, waarbij pyromellitische polyimidefilms 250 MPa bereiken en bifenylpolyimidefilms (Upilex) 530 MPa bereiken. Als technisch plastic is de elasticiteitsmodulus doorgaans 3-4 GPa. Theoretische berekeningen tonen aan dat polyimidevezels, gesynthetiseerd uit pyromellitisch dianhydride en p-fenyleendiamine, een elasticiteitsmodulus hebben van maximaal 500 GPa, de tweede na koolstofvezel;
Lage thermische uitzettingscoëfficiënt: De thermische uitzettingscoëfficiënt van polyimide ligt tussen 2×10⁻⁵ en 3×10⁻⁵/ graad, terwijl polyimide van het bifenyl-type 10⁻⁶/ graad kan bereiken, vergelijkbaar met die van metalen, en sommige varianten kunnen zelfs 10⁻⁷/graad bereiken;
Goede verwerkingsprestaties: Polyimide kan worden verwerkt met behulp van de meeste polymeermethoden, waaronder oplossingsgieten, suspensiecoating en zeefdrukken, evenals smeltverwerkingsmethoden zoals heetpersen, extrusie, spuitgieten en zelfs transfergieten (RTM) van prepolymeren met een zeer lage smeltviscositeit;
Uitstekende diëlektrische eigenschappen. De relatieve diëlektrische constante van gewoon polyimide is ongeveer 3,4. Het introduceren van fluor, grote zijgroepen of het verspreiden van lucht op nanoschaal in polyimide kan de relatieve permittiviteit verlagen tot ongeveer 2,5. Het diëlektrische verlies is 10⁻³ en de diëlektrische sterkte is 100-300 kV/mm. Het behoudt goede isolatie-eigenschappen over een breed temperatuur- en frequentiebereik.
Het is niet-giftig en bestand tegen duizenden sterilisatiecycli. Sommige polyimiden hebben ook een uitstekende biocompatibiliteit.
Andere voordelen zijn onder meer een hoge stralingsweerstand, zelfdovende polymeereigenschappen, lage rookontwikkeling en zeer lage ontgassing onder hoog vacuüm.
