聚酰亚胺纤维绪论
日期：2018-10-19 11:16
聚酰亚胺是一类以酰亚胺环(图1-1)为结构特征的高性能聚合物材料，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物尤为重要。这类聚合物具有高的力学性能、电性能、优异的耐温和耐辐照等一系列优良性能。聚酰亚胺可作为特种工程塑料、高性能纤维、选择性透过膜、高温涂料及高温复合材料等应用于国防军工工业、民生诸多领域。早期与聚酰亚胺相关的研究工作多集中于塑料、薄膜等材料形式,并以多种商品牌号实现了产业化，相比塑料与薄膜，聚酰亚胺纤维研究起步较晚，但与其他高性能有机纤维相比，其发展速度却很快。
图1-1 酰亚胺结构单元和酞酰亚胺结构单元
纤维作为与人类生活密切相关的高分子材料,其发展与科学技术发展水平紧密相关。随着科学技术的飞速发展,许多尖端行业,如微电子、航空航天等都需要耐辐射、耐高温、强度高的高性能纤维材料。同时,随着高科技产业的兴起,海洋开发、环境保护、体育和休闲业的发展,也需要多种高性能纤维材料。目前,主要的有机高性能纤维的代表品种有芳纶(PBI)纤维、超高分子量聚乙烯(PBT)纤维、聚对苯撑苯并二嗯唑(PBO)纤维、聚苯硫醚纤维等。但这些纤维也存在着一些缺点,例如:聚乙烯纤维由于本身热变形温度低,不能作为耐高温纤维来使用;芳纶纤维分子链中存在易热氧化、易水解的酰胺键,因此其环境稳定性差;PBO纤维尽管具有高强高模的特点,但耐紫外线稳定性较差。综合而言,聚酰亚胺纤维具有高强高模、耐紫外线、优良的热氧化稳定性、较低的吸水率等优点。同时由于聚酰亚胺在分子结构设计上的灵活性,通过改变二酐或二胺结构或通过共聚,可以得到性价比合理、满足国防军工特殊需求以及普通民用需求的差别化纤维,其发展空间巨大。
虽然聚酰亚胺纤维的产业化起步较晚,但却发展迅速,并且国家对聚酰亚胺纤维的发展高度重视。国务院2009年4月发布的《纺织工业调整和振兴规划》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维、聚酰亚胺等高新技术纤维和复合材料的产业化。国家发展改革委员会、商务部、财政部2009年联合发布的《关于发布鼓励进口技术和产品目录的通知》中,将聚酰亚胺耐高温纤维成套装备的设计制造技术和成套装备分别列为国家鼓励引进的先进技术及国家鼓励进口的重要装备,并提出加快推进高新技术纤维产业化及应用的发展,加速实现聚酰亚胺纤维等高新技术纤维的产业化,因此聚酰亚胺纤维已成为未来重点研究开发的高性能纤维之一,将迎来一个新的发展机遇。
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