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1、石油化工技术与经济第27卷第4期Teehnolo群&EeonomiesinPetroehemieals2011年8月聚酞亚胺纤维发展概况与应用前景汪家铭(川化集团有限责任公司,成都,610301)摘要:聚酸亚胺纤维已成为当前高性能纤维的重要品种之一,随着聚酞亚胺合成技术的提高纤维纺丝技术的进步,具有耐辐射性耐高温性高强度等优异综合性能的聚酞亚胺纤维产业化进程逐渐加快,在航空航天国防军工新型建材环保防火等领域中发挥着越来越重要的作用介绍了聚酞亚胺纤维的理化性能制取工艺技术进展及应用前景,并对国内聚酞亚胺纤维产业
2、的发展提出建议关键词:聚酞亚胺纤维性能制取工艺进展应用发展建议文章编号:1674一1099(2011)04一的58一05中图分类号:TQ342文献标识码:A21世纪是新技术新材料的时代,也是高科技能的比较见表1纤维的时代高性能的有机高分子纤维在近几十表1聚酸亚胺纤维与其他高性能纤维机械性能的比较年中得到了迅猛的发展,目前芳香族聚酞胺纤维纤维名称拉伸强度/GPa模量/GPa延伸率,%(典型代表是杜邦公司的Kevlar系列)聚苯硫醚联苯型Pl,0内门,妇I,0八,41厂才,.且l.孟∀,U2CQO几乙产∀14伟CUon
3、J,曰众么(PPS)纤维聚对苯撑苯并二嗯哇(PBO)纤维超Kevlal29高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维等已得KevlaI49.#到了快速发展和广泛应用芳纶1313PBO3.5聚酞亚胺纤维是高性能纤维的重要品种之UHMWPE3.7一,在国务院209年4月发布的纺织工业调整碳纤维竹的和振兴规划!中明确提出,要大力推进高新技术纤维产业化及应用的发展,加速实现高性能碳纤聚酞亚胺纤维不仅具有高强高模的特性,还维聚酞亚胺等高新技术纤维和复合材料的产业具有耐高温耐化学腐蚀耐辐射阻燃等优越的化聚酞亚胺纤维已成为
4、未来重点研究开发的高性能与Keval衅9纤维相比,聚酞亚胺纤维具有性能纤维之一,正迎来一个新的发展机遇较好的热氧化稳定性,而且在过热水蒸气中的力学性能也相对较好聚酞亚胺纤维还具有非常强1性能及制取的耐酸碱腐蚀性和耐光辐射性,经1xro∃%rad快聚酞亚胺(Polvimide)纤维,简称PI纤维,由电子剂量照射后,强度保持率仍能达到90%,这于聚酞亚胺分子结构芳环密度较大,大分子中含是其他纤维无法比拟的川聚酞亚胺纤维的极有酞酞亚胺结构,因此聚酞亚胺纤维具有高强高限氧指数一般在35一75,发烟率低,属自熄性材模的特性,尤
5、其在模量方面更为突出与其他高料此外,聚酞亚胺纤维还具有较高的热分解温性能纤维的性能对比来看,聚酞亚胺纤维的力学度,全芳香型聚酞亚胺纤维的开始分解温度在性能更为优异,其拉伸强度超过了Kevlar29和500&左右在250&加热10min,热缩率小于Kevla衅9纤维,仅次于PBO纤维聚酞亚胺纤维初始模量比Kevl盯纤维高出许多,与PBO纤维相收稿日期:2011一06一23当高强型聚酞亚胺纤维强度可达5.8GPa,超作者简介:汪家铭,男,1949年出生,工程师,1985年毕业于高模型聚酞亚胺纤维的初始模量可达285G
6、Pa四川广播电视大学机械专业,曾从事大型引进化肥装里设备仅从机械性能方面考虑,聚酞亚胺纤维具有非常管理和维修工作,193年后从事化工科技期刊编辑及化工情强的竞争力采用干喷一湿法纺丝工艺路线制备报信息工作,先后在国内各种公开刊物上发表过化工科技论尸联苯型聚酞亚胺纤维与其他高性能纤维机械性文220余篇第4期(2011)汪家铭.聚酞亚胺纤维发展概况与应用前景1%由联苯二配和对苯二胺合成的聚酞亚胺,热处理后可得到高性能的聚酞亚胺纤维由于聚酞分解温度60&,最高工作温度可达30&,可在胺酸溶解性较好,因此两步法工艺很好地解决了
7、260&条件下连续使用,不会产生物理降解现象;聚酞亚胺纤维生产过程中选择溶剂的难题而且具有良好的耐低温性能,在一269&液氦中一步法纺丝路线则要求纺丝浆液为聚酞亚胺不易脆裂,有较好的介电性能,介电常数在3.4左溶液,可以直接纺制出聚酞亚胺纤维,没有酞亚胺右[∃]化工序纺制的原丝无需再进行酞亚胺化,可有聚酞亚胺的单体是由二元醉和二元胺合成效地避免两步法工艺中因水分子释放所造成的纤这两种单体与众多其他杂环聚合物,如聚苯并咪维微孔问题,一般得到的聚酞亚胺纤维的力学性哩聚苯并哑哩聚苯并唾哇聚哇哑琳和聚喳琳能较高但用于聚
8、酞亚胺的溶解性较差,极大地等单体比较,原料来源广,合成也较容易二配限制了采用一步法工艺所能制备聚酞亚胺纤维的二胺品种繁多,不同的组合可以获得不同性能的种类聚酞亚胺二胺的制取方法比较成熟,许多二胺也有商品供应二醉则是比较特殊的单体,除了2进展及应用用作环氧树脂的固化剂