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  • 聚酰亚胺纤维作为高性能纤维的一个品种,已经研究了几十年,却没有Kevlar纤维、碳纤维那样得到快速发展,商业化的品种很少,目前仅限于耐高温、耐辐射等方面(如P84聚酰亚胺纤维)。

    随着合成技术的改进,部分聚酰亚胺能够溶解在酚类溶剂中,为采用一步法制备高强高模型聚酰亚胺纤维打下了基础。其中,美国Akron大学从合成开始制备聚酰亚胺纤维,发表了大量的研究论文,并申请了专利,但没有相关的产品投放市场。在同一时间,日本也出现了有关聚酰亚胺纤维一步法纺丝的文献报导,除了具有耐高温、耐辐射等性能外,其力学性能也达到了高强高模型 。

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    由于一步法采用了酚类有机溶剂,对生产条件和环境的污染出了难题,因此尽管一步法能够制备较高力学性能的聚酰亚胺纤维,但目前还没有工业化。在聚合中加入其它单体,或共聚的方法来提高纤维的性能则引起高度重视。其中俄罗斯研制的在聚合物中加入嘧啶单元的聚酰亚胺纤维的强度达到了5.8GPa,模量为285GPa,是目前有机高分子纤维最高的,这种纤维的制备采用的是两步法湿纺,但未见后期相关报道和产品面市。德国采用共聚方法改善聚合物溶液的可纺性,提高纤维的物理机械性能,得到了力学性能较高的聚酰亚胺纤维,极限氧指数超过60。

    目前,国内开展聚酰亚胺材料研究的单位不少,包括四川大学、中科院长春应化所、东华大学等。但从公开的资料来看,开展聚酰亚胺纤维研究不多。目前主要进行聚酰亚胺纤维研究的单位有四川大学、中科院长春应化所和东华大学三家,应该说都处于研究试制阶段。四川大学多年一直从事聚酰亚胺材料的研究,并在国家自然科学基金重点项目的资助下,进行了聚酰亚胺纤维的制备研究工作。其研究成果对认识聚酰亚胺纤维制备过程中的科学和技术进行了深入研究,解决了两步法制备聚酰亚胺纤维过程中长期存在的纤维内部因热酰亚胺化释放小分子成孔的技术问题,研制的多种聚酰亚胺纤维的力学强度达到国外同类产品的先进水平。中科院长春应化所在吉林省科技厅及863项目的支持下,于2000年与吉林省纺织工业设计研究院共同承担了“聚酰亚胺纤维的研制”项目。主要采用一步法制备聚酰亚胺纤维,研制的聚酰亚胺纤维强度达到了Kevlar49 水平。但由于一步法采用有毒和难以回收的间甲酚或对氯苯酚为溶剂,因此该项目得以停止。从目前国内外对聚酰亚胺纤维的研制情况来看,仍处于开始发展的初期阶段,商业化的品种主要应用在高温过滤和防护服等方面。未来将随着对聚酰亚胺纤维研究和认识的深入、成套设备的研制开发以及产业资本的积极介入,聚酰亚胺纤维将进入快速发展的新阶段。

    在这样的大背景下,本着以满足过滤材料应用需求为基础,兼顾开发高强度聚酰亚胺纤维为目的。近几年,深圳市科聚新材料有限公司本着高端、可持续发展的产品定位,引入湿法纺丝两步法合成聚酰亚胺纤维生产工艺,根据实际情况设计开发了国内首条高强度聚酰亚胺纤维湿法合成纺丝中试生产线,经过我司科研人员近5年的建设和研发努力,实现了通用级过滤用聚酰亚胺纤维和高强度纤维领域的制备,产品获得“国家重点新产品”称号,技术水平处于国际领先地位。

    下表是科聚新材PI纤维技术指标:

    技术指标名称

    KSPI-1(普通型)

    KSPI-2(高强型)

    P84

    拉伸强度,GPa

    ≥0.5

    ≥1.0

    0.43

    拉伸模量,GPa

    ≥6.0

    ≥12.0

    断裂伸长率,%

    ≥15

    ≥10

    玻璃化转变温度,℃

    ≥320

    ≥320

    315

  • 发布:刘传斌   点击:2997
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