聚酰亚胺纤维的发展概况
日期:2018-05-21
  高性能有机芳香族纤维在近几十年中得到了快速的发展,具有代表性的主要包括芳香族聚酰胺纤维(杜邦公司的Kvelar系列,俄罗斯的APMOC、sVM纤维)、聚苯并二噻唑(PBT)纤维、聚苯并二咪唑(PBI)纤维、聚苯并二曙唑(PB0)纤维和聚酰亚胺纤维等。其中,聚酰亚胺纤维的发展大致经历了四个阶段:  第一阶段:20世纪60~70年代,此时的聚酰亚胺纤维的发展处于起步阶段,主要是中国、美国和日本等国家通过用干法或干湿法,将聚酰胺酸纺制成纤维,再经酰亚胺化制备聚酰亚胺纤维,制得的纤维的强度和模量都比较小,分别为0.8GPa和9.5GPa。  第二阶段:进入20世纪80年代后,由于聚酰亚胺纤维的溶解性比较差,因此更多的研究投入在如何提高其溶解性上。美国、日本和苏联在20世纪80年代分别通过不同方法对聚酰亚胺纤维进行了改性处理:先用干湿法将聚酰亚胺直接纺制成纤维,再在聚合物上引人侧链,从而使其可溶性大大改善。制得的纤维的强度和模量分别为3.2GPa和174GPa。  第三阶段:20世纪90年代,传统的制备聚酰亚胺的方法得到改善,人们成功地利用湿法、共聚合等方法制备出了聚酰亚胺纤维,从而大大提高了聚酰亚胺纤维的力学性能。比如,俄罗斯研究者用湿法将酰胺酸纺制成纤维,再经酰亚胺化制备聚酰亚胺纤维,聚合物分子中带有吡啶单元,从而提高了纤维的力学性能。制备的聚酰亚胺纤维的强度和模量分别高达5.1GPa和340GPa。德国研究者采用共聚的方法,改善了聚酰亚胺纤维的力学性能,制得的纤维的强度和模量分别为2.0GPa和240GPa。  第四阶段:进入21世纪,特别是近几年来,随着航空航天领域日益扩大的需求以及聚酰亚胺化学结构的多设计性以及合成技术的改进和纺丝技术的发展,再加上通过对聚酰亚胺纤维分子结构在其制备过程的聚集态结构的研究与控制等方法的应用,在实验室得到了不同化学结构的高强高模、耐高温、耐辐射的聚酰亚胺纤维。这使得聚酰亚胺纤维的研究及应用前景更为广阔。