在20世紀50年代PI便被美國NASA選作宇航材料，由于它的性能優(yōu)異，為眾目所矚。在以軍事為中心的航天、航空事業(yè)推動下，開展了高性能PI材料的開發(fā)。在宇航業(yè)，應用PI材料是必不可少的。PI為適應航空航天工業(yè)的發(fā)展而應運而生。對于宇航業(yè)用途來說，材料的重量較性能更為重要，所以從40年代開始就已經(jīng)采用有機材料作為輔助結(jié)構材料使用。自70年代軍用飛機開始將它作為主體結(jié)構材料使用。用碳纖維補強的PI樹脂，主要提高了樹脂的回彈性。由于復合材料容易獲得重量輕、強度高、剛性大的性能，纖維強化樹脂作為航天航空材料的應用正在快速發(fā)展。復合材料較使用鋁合金等材料，單位重量的彈性和強度可提高4～5倍。世界進入90年代，飛機特別是軍用飛機重量的40％將由復合材料替代。由于輕量化的優(yōu)點，可使飛機和宇宙飛船的造價大大降低。
復合材料用的基體樹脂為熱固性環(huán)氧樹脂。對于飛機的主結(jié)構材料，在要求更高耐熱性時，就必需使用PI樹脂。充分利用PI韌性和成型特性，以熱塑性PI為基體樹脂在宇航業(yè)中的應用已日漸廣泛。近年來將熱固性芳族聚酰亞胺和碳纖維復合材料作為尖端復合材料用于飛機和宇宙飛船、火箭等，例如用于發(fā)動機、滑輪機、壓縮機的各種部件，精密零部件，墊圈，襯套及隔熱、隔音材料；可用于噴氣發(fā)動機燃料系統(tǒng)的零件；PI粘接劑可用于火箭、噴氣機翼翅的粘接；PI輕質(zhì)耐燃彈性泡沫塑料可用于制作飛機座墊，因為它只能被燒焦和分解，但不著火。PI具有優(yōu)良的溶解性和熱異化性及優(yōu)良的加工性，已廣泛用于航空航天領域。
碳纖維填充的PI可在300℃以上長期使用，在400℃具有良好的熔融流動性，可通過注射成型、擠出成型加工成所需的零件。其制品的耐化學藥品性、耐電性、耐輻射和阻燃性優(yōu)良，且燃燒發(fā)生的氣體少。碳纖維預浸漬品作為高級復合材料，可用于超音速客機的機體材料等。