高性能聚酰亚胺纤维制备工艺
聚酰亚胺PI纳米纤维的制备方法
聚酰亚胺PI 纳米纤维的制备一、背景聚酰亚胺PI 是指分子结构中含有环状酰亚胺基团的高分子材料，主要通过两步法制备，由芳香族四羧酸二酐与二胺为原料，经缩合聚合并经过高温或者化学亚胺化合成(FIG.1)。
PI 具有出色的耐高/低温特性、优异的机械性能、电学性能和较好生物相容性。
PI 材料广泛应用于航空、航天、电气、电子、生物领域并表现出强劲的发展势头。
尼龙纳米纤维的应用领域非常广泛，主要应用于服饰、生物医学和滤材等领域。
河北医科大学康维钧等人用电纺丝技术制成尼龙纳米纤维膜实现对己烷雌酚样品的富集浓缩，制备成一种可循环使用的绿色高效的新型吸附材料[1]。
东南大学等采用静电纺丝法制备尼龙纳米纤维膜，结合高效液相色谱-质谱法检测环境水样中三种二苯乙烯类环境雌激素，结果表明尼龙6纳米纤维膜是一种极富潜力的高效萃取材料[2]。
Supaphol 等利用甲酸、间甲酚和硫酸这三种单一溶剂对尼龙静电纺丝性能的影响作了深入地探讨[3]。
Lee 等研究发现纳米尼龙纤维(纤维直径80～200nm ，面密度10.75g/m 2)对以5cm/s 的速度透过的0.3μm 大小的颗粒的过滤性能可以达到99.993%[4]。
Fong 等研究了尼龙/硅酸盐纳米纤维增强Bis-GMA/TEGDMA 树脂，电纺纤维的平均直径约为250nm 。
结果显示，当加入少量纳米纤维时（约1%和2%），复合材料的机械性质有明显的提高[5]。
二、PI 纳米纤维的制备2.1仪器和试剂仪器：静电纺丝装置(SS-2535)；磁力搅拌器；电子天平；扫描电镜(飞纳G2)。
试剂：PAA(PAA36)；DMAc （市售，分析纯）；2.2PI 纳米纤维膜的制备使用静电纺丝装置制备纳米纤维膜，先取聚酰胺酸溶液（PAA ）加入DMAc 溶剂中，装配19号不锈钢针头的注射器接高压静电电源的正极,针头到收集装置的距离为16cm ，将12%(质量分数)PAA 溶液注入注射器中,在20kV 电压下纺丝。
聚酰亚胺制备工艺
聚酰亚胺制备工艺(总4页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除聚酰亚胺制备（1）实验原理以均苯四甲酸酐和对苯二胺缩聚而成的聚酰亚胺最终的产物不溶不熔，分子量很低时就从反应介质中沉淀出来，无法加工和成膜。
因此要分成预聚和终缩聚两个阶段来合成：第一步是在N'N二甲基乙酰肤、N'N 二甲基甲酰胺、砒咯烷酮等极强溶剂中，于室温下，使二酐和对苯二胺进行预缩聚，形成可溶性高分子量聚酰胺；第二步才将该预聚物成型，如膜、纤维、涂层、层压材料等，然后加热到150℃以上，使残留的羧基和亚胺基继续反应固化。
反应过程如图所示。
（2）原科配比理论上是二酐与二胺的配比为1：1时得到的聚酰胺酸的分子量最高，粘度最大。
但由于反应体系有微量水存在，使过量的二酐转化为酸变得不活泼，所以就耍二酐稍过量时才能获得较高的分子量和较高的粘度。
一般二酐与二胺摩尔量之比在1.020—1.030比较合适。
（3）聚酰胺酸(PAA)固体含量的确定在选择聚酰胺酸胶液的固体含量时，要考虑胶液的粘度不能太小，太小不利于成膜。
通过查阅资料并结合大量实验，胶液的固体含量为10％时最佳。
各种胶液的固体含量配比见表PAA-聚酰胺酸，PMDA-均苯四甲酸二酐, ODA-二氨基二苯基醚,NMP-毗咯烷酮。
（4）仪器和药品仪器：电动搅拌器、电热鼓风干燥箱、三口烧瓶、量简、研钵、烧杯等(其它需要的玻璃仪器可任选)；本体：均苯四甲酸二酐(PMDA)，4'4-二氨基二苯基醚(ODA)；溶剂：N'N-二甲基乙酰胺、N'N-二甲基甲酰胺、毗咯烷酮(NMP)任选一种。
（5）实验步骤a.用研钵将均苯四甲酸二酐(PMDA)和4'4-二胺基二苯基醚(ODA)分别研细，然后放于干燥箱中在100℃左右的温度下烘培1—2个小时，备用。
b.烘好的4'4-二氨基二苯基醚(ODA)溶于N'N—二甲基乙酰胺等溶剂中，高速搅拌至无颗粒状物质时，少量多次均匀加入均苯四甲酸二酐(注意药品保持干燥)，大约1—2小时加完(注意：温度控制在0—20℃)；此时，得到了低聚合物PAA。
聚酰亚胺纤维在储能领域中的应用及其性能分析
聚酰亚胺纤维在储能领域中的应用及其性能分析聚酰亚胺纤维是一种特殊的高性能纤维材料，具有优异的物理、化学和机械性能，在储能领域中有着广泛的应用。
本文将从聚酰亚胺纤维的优点、应用、性能分析等方面进行探讨，详细介绍聚酰亚胺纤维在储能领域的应用及其性能分析。
一、聚酰亚胺纤维的优点聚酰亚胺纤维具有以下几个优点：1. 高温耐性：聚酰亚胺纤维能够在高温环境下保持良好的物理和化学性能，能够长时间稳定工作在200℃以上的温度下；2. 优异的力学性能：聚酰亚胺纤维具有较高的拉伸强度和弹性模量，具有优异的抗拉性能和耐久性，能够承受高强度的应力；3. 良好的化学稳定性：聚酰亚胺纤维具有较强的耐化学腐蚀性，能够抵抗强酸、强碱等腐蚀性介质的侵蚀；4. 良好的电气性能：聚酰亚胺纤维具有低介电常数和低介电损耗，能够保持电气信号的稳定传输；5. 良好的纤维形态：聚酰亚胺纤维的制备工艺成熟，纤维形态良好，纤维直径均匀，表面光滑。
二、聚酰亚胺纤维的应用聚酰亚胺纤维在储能领域中具有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 电容器：聚酰亚胺纤维可以作为电容器的极板材料，以其高温耐受性和优异的电气性能，能够有效提高电容器的储能效率和寿命；2. 锂离子电池：聚酰亚胺纤维可以作为锂离子电池的隔膜材料，在高温环境下能够保持良好的稳定性，提高锂离子电池的安全性和循环寿命；3. 超级电容器：聚酰亚胺纤维可以用于超级电容器的电介质材料，以其优异的电气性能和耐高温性能，使得超级电容器具有较高的能量储存密度和快速充放电性能；4. 复合材料：聚酰亚胺纤维可以与其他材料复合，形成新型的储能材料，以提高储能系统的整体性能。
三、聚酰亚胺纤维的性能分析1. 物理性能：聚酰亚胺纤维具有较好的物理性能，如高温耐受性、低介电常数、低介电损耗等。
这些性能使聚酰亚胺纤维在储能领域中具有较好的应用潜力，能够提高储能系统的效率和性能。
2. 机械性能：聚酰亚胺纤维具有较高的强度和弹性模量，能够承受较高的应力和变形，具有优异的抗拉性能和耐久性。
江南大学科技成果——高性能纤维纸基功能材料制备技术
江南大学科技成果——高性能纤维纸基功能材料制备技术成果简介本技术适用于芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维、碳纤维、聚醚醚酮纤维、聚酰亚胺纤维等高性能化学纤维，采用湿法造纸技术，制备绝缘纸、摩擦材料等纸基功能材料和蜂窝纸等高强度结构材料等。
解决了高性能纤维纸基功能材料生产中的纤维改性、分散、湿法成形和高温热压等关键技术。
可提供高性能纤维纸基材料湿法连续生产线成套技术，为相关行业提供高性能纤维纸基功能材料和结构材料及其复合材料等高新技术材料产品。
关键技术对于湿法抄造工艺来说，纤维能否均匀分散、湿法成型工艺和热压工艺是否合理是决定产品质量是否合格的重要因素。
本项目成果解决了高性能纤维纸基材料生产中的纤维改性、分散、湿法成形和高温热压等关键技术。
超高效碳纤维电磁屏蔽纸的制备创新地利用碳纤维、金属导电纤维这两种纤维的优势互补，保证成纸在拥有良好屏蔽效能的同时具有很好的机械性能和柔韧性。
性能良好的超高分子量聚乙烯纤维纸主要是采用纤维洗涤-超声预处理-疏解分散-分散剂分散工艺，通过预处理、添加助剂、成型和增强而制得。
采用聚酰亚胺纤维通过自有技术制备得到高性能的聚酰亚胺纤维绝缘纸等纸基功能材料。
采用碳纤维配用聚醚醚酮纤维制备纸基摩擦材料。
知识产权情况一种聚酰亚胺导电纸的制备方法，201610487328.X；一种超高分子量聚乙烯纤维纸的制备方法，201610921059.3；一种超高分子量聚乙烯纤维的预处理分散方法，201610920332.0；一种超高效碳纤维电磁屏蔽纸，201710204473.7；一种聚醚醚酮纤维纸及其制备方法，201710544478.4；一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法，201710559878.2。
项目成熟度实验室试验和中试已完成，部分成果已经用于试生产。
投资期望及应用情况期望在碳纤维、高强高模聚乙烯纤维、聚醚醚酮纤维技等高性能纤维共同进行技术开发或技术转让。
采用高性能纤维制备纸基功能材料和结构材料是航空航天、国防、高铁和电力电机等重要领域开发的一类产品，目前主要是日本、奥地利和美国等国家生产。
聚酰亚胺纤维生产工艺
聚酰亚胺纤维生产工艺聚酰亚胺纤维（Polyimide Fiber）是一种高性能的合成纤维材料，具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特点，被广泛应用于航空航天、电子、电器、汽车等领域。
本文将介绍聚酰亚胺纤维的生产工艺及相关技术。
一、聚酰亚胺纤维的原料准备聚酰亚胺纤维的主要原料是聚酰亚胺树脂，其合成需要使用二酸与二胺进行缩合反应。
常用的二酸有苯二甲酸、脂肪族二酸等，而二胺主要有对苯二胺、脂肪族二胺等。
通过精确控制原料的比例和反应条件，可以获得具有不同性能特点的聚酰亚胺树脂。
二、聚酰亚胺纤维的纺丝工艺纺丝是聚酰亚胺纤维生产的关键工艺环节。
首先，将聚酰亚胺树脂加热至熔化状态，然后通过纺丝机构将熔融的聚酰亚胺树脂挤出成纤维。
纺丝机构通常由熔融装置、纺丝孔板、拉伸装置和卷取装置组成。
在纺丝过程中，需要控制纺丝温度、挤出速度和拉伸速度等参数，以确保纤维的均匀性和强度。
三、聚酰亚胺纤维的后处理工艺纺丝完成后，聚酰亚胺纤维需要经过一系列的后处理工艺，以提高其性能和稳定性。
其中包括拉伸、热定型和表面处理等步骤。
拉伸可以进一步增强纤维的强度和模量，热定型则可以使纤维具有良好的尺寸稳定性。
表面处理可以提高纤维的亲水性，使其更易于进行涂覆、印刷等加工操作。
四、聚酰亚胺纤维的性能特点聚酰亚胺纤维具有许多优异的性能特点。
首先，它具有极高的耐高温性能，可以在高达300℃的温度下长时间工作而不发生熔融或分解。
其次，聚酰亚胺纤维的耐腐蚀性能也很好，能够抵抗多种化学介质的侵蚀。
此外，聚酰亚胺纤维还具有优异的机械性能、电绝缘性能和摩擦磨损性能等。
五、聚酰亚胺纤维的应用领域由于聚酰亚胺纤维具有出色的性能特点，因此在许多领域都有广泛的应用。
在航空航天领域，聚酰亚胺纤维被用作高温结构件、隔热材料和电线电缆等；在电子领域，聚酰亚胺纤维常用于制作柔性电路板和电子元件封装材料；在汽车领域，聚酰亚胺纤维可以用于制作高温部件和阻燃材料等。
六、聚酰亚胺纤维的发展趋势随着科学技术的不断发展，聚酰亚胺纤维的生产工艺也在不断创新。
新型高性能聚酰亚胺超薄薄膜的结构设计、制备及研究
新型高性能聚酰亚胺超薄薄膜的结构设计、制备及研究一、简述聚酰亚胺（Polyimide，简称PI）作为一种性能优异的高分子材料，在航空航天、电子信息和精密机械等领域具有广泛的应用前景。
传统的聚酰亚胺薄膜存在尺寸稳定性差和易损伤等局限性。
随着科技的不断进步和创新，研究者们致力于开发新型的高性能聚酰亚胺超薄薄膜，以满足日益严苛的使用要求。
本文将从结构设计、制备方法和研究三个方面对新型高性能聚酰亚胺超薄薄膜进行全面的阐述，旨在为相关领域的技术突破与创新提供有益的参考。
1. 聚酰亚胺（Polyimides）的优异性能与重要性聚酰亚胺（Polyimides）是一类具有卓越性能的特种工程材料，因其独特的结构和化学性质，在众多领域中都显示出极高的应用价值。
聚酰亚胺首先拥有优异的热稳定性，即使在高温环境下也能保持出色的物理和化学性能；它们具有极佳的机械性能，包括高抗张强度、高弯曲模量和优异的抗冲击性；除此之外，聚酰亚胺还表现出优异的化学稳定性，包括对各种酸碱盐类物质的耐腐蚀性以及对有机溶剂的耐受性；聚酰亚胺的加工性能也十分出色，可通过各种制备方法制成薄膜、纤维、复合材料等多种形式。
2. 超薄薄膜的应用领域与发展趋势聚酰亚胺超薄薄膜作为一种具有独特性能的新材料，自问世以来就受到了广泛的关注。
随着科技的发展和产业结构的优化，超薄薄膜的研究与应用逐渐渗透到各个领域，展现出巨大的潜力和价值。
在电子领域，聚酰亚胺超薄薄膜可以作为柔性导电膜、柔性触摸屏、柔性显示器等关键部件的原材料。
其独特的低蠕变特性和优异的机械强度使得聚酰亚胺超薄薄膜在柔性电子器件中具有较高的稳定性，为电子产品带来更轻便、更便携以及更好的耐用性。
在光伏领域，聚酰亚胺超薄薄膜可用于生产高效且轻质的太阳能电池封装膜。
这种薄膜具备出色的透光性、耐候性以及良好的隔离性能，可以有效保护太阳能电池片在恶劣环境下的稳定运行，从而提高光伏器件的发电效率及使用寿命。
聚酰亚胺超薄薄膜还在航空航天、精密仪器、锂电池隔膜等领域展现出巨大的应用前景。
聚酰亚胺纤维生产工艺与技术进展
３ 生 产 工 艺
纤维 制造 对 聚酰 亚胺 聚合 物 的要 求是 极 为苛刻 的 ， 除必 须 得到 很高 分 子量 外 ， 还要 求 聚合物 溶 液绝 对均 匀 ． 艺过程 中的投 料 方式 和 聚合度 的控 制 ， 工 都有 严格 的条 件 要求 。制取 聚 酰亚胺 纤维 有
聚酰亚胺 纤 维与其 他 几种 高 性能 纤维 机械 性 能的 比较见 表 １ 。
表 １ 聚 酰亚 胺 纤 维 与 其 他 高性 能 纤 维 机械 性 能 的 比较
聚 酰亚 胺纤 维 不 仅具有 高 强 高模 的特性 ， 且还 具有 耐 高 温 、 化 学 腐蚀 、 辐 射 、 而 耐 耐 阻燃 等优越 的性 能 。 与 Ｋ ｖｌ ９纤 维相 比 ， 酰 亚胺 纤 维 具 有 较 好 的 热 氧 化稳 定 性 ， 且 在 过 热水 蒸 汽 中的 ｅａ ４ ｒ 聚 而 力学 性 能也 相 对 较 好 ， 表 ２ 见 。聚 酰 亚胺 纤 维 还具 有 非 常 强 的 耐 酸 碱 腐 蚀 性 和 耐 光辐 射 性 ， １ 经 ×
到 聚酰亚 胺 …。二 酐 和二胺 还 可 以在 高沸 点溶 剂 中加 热缩 聚 ， 步 获得 聚 酰 亚胺 ， 使 用 的高沸 点 一 但 溶剂 、 质子 极性 溶剂 价 格较 高 ， 非 还难 以除尽 ， 最后 都需 要 高温 处理 。此外 ， 可 以 由 中间体聚 酰胺 还
酸在 脱水 剂作 用下脱 水 环化 生成 聚异 酰亚 胺 ， 后再 加热 于酸 或碱条 件 下异 构化 成 聚酰亚胺 。 然
１∞ ａ 快电子剂量照射后 ， ０ｒ ｄ 强度保持率仍能达到 ９ ％， ０ 这是其他纤维无法 比拟 的… 。聚酰亚胺纤维
聚酰亚胺纤维及其纺丝工艺研究进展
聚酰亚胺纤维及其纺丝工艺研究进展一、本文概述聚酰亚胺纤维，作为一种高性能的聚合物纤维，自问世以来，凭借其出色的热稳定性、优良的化学抗性以及高强度的机械性能，在航空航天、电子信息、生物医疗等领域得到了广泛的应用。
然而，聚酰亚胺纤维的纺丝工艺复杂，技术门槛高，使得其生产成本较高，限制了其在更广泛领域的应用。
因此，深入研究聚酰亚胺纤维的纺丝工艺，提高生产效率，降低生产成本，对于推动聚酰亚胺纤维的产业化发展具有重要意义。
本文首先介绍了聚酰亚胺纤维的基本性质和应用领域，然后重点综述了近年来聚酰亚胺纤维纺丝工艺的研究进展，包括纺丝原料的选择、纺丝设备的改进、纺丝工艺的优化等方面。
在此基础上，本文还探讨了聚酰亚胺纤维纺丝工艺面临的挑战和未来的发展趋势，以期为推动聚酰亚胺纤维的产业化发展提供理论支持和实践指导。
二、聚酰亚胺纤维的合成与性能聚酰亚胺纤维作为一种高性能的聚合物材料，其合成过程相对复杂，但性能卓越，使得其在众多领域具有广泛的应用前景。
合成聚酰亚胺纤维的关键步骤主要包括聚合反应和纺丝过程。
在聚合反应中，一般选择适当的二酐和二胺单体，通过溶液缩聚或熔融缩聚的方式，生成聚酰亚胺预聚体。
此过程中，需要严格控制反应条件，如温度、压力、时间等，以确保聚合反应的顺利进行。
纺丝过程则是将聚酰亚胺预聚体转化为纤维的关键步骤。
常见的纺丝方法包括干法纺丝和湿法纺丝。
在纺丝过程中，预聚体被加热至熔融状态或通过溶剂溶解，然后通过喷丝孔挤出，形成纤维。
纺丝过程中，纤维的形态、结构和性能受到纺丝温度、纺丝速度、牵伸比等多种因素的影响。
聚酰亚胺纤维以其优异的性能在众多领域受到广泛关注。
聚酰亚胺纤维具有出色的热稳定性，能够在高温甚至极高温度下保持其结构和性能的稳定，因此广泛应用于航空航天、汽车制造等高温领域。
聚酰亚胺纤维还具有优异的机械性能，如高强度、高模量等，使其在复合材料、体育器材等领域具有广泛的应用。
聚酰亚胺纤维还具有良好的化学稳定性、耐辐射性、低介电常数和低介电损耗等特性，使其在电子信息、生物医疗等领域也具有潜在的应用价值。
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镀银纤维
3.2
导电纤维，用于电磁屏 蔽、智能材料等 抗菌防静电织物等 水处理材料等
(银含量约20.13wt%)
135.2
2.7 -
120.7
2.46 5.8-8.7×10-6 1510 1.74
纤度 (dtex)
密度 (g cm-3)
1206
1.44
High-Performance Polymer
[η] /(dL· g-1) 1.78 1.72 2.05 1.83 1.63
Tensile strength /(GPa) 1.2 1.3 2.7 2.8 2.7
Initial modulus /(GPa) 64.6 67.2 104.8 115.2 113.1
Elongation /(%) 2.1 2.3 3.1 3.1 2.7
less disturbance of the molecular orientation during departure of non–carbon atoms
It is possible to prepare carbon fibers from PI ones.
We have the best condition to do this !!
a b
层间剪切强度：70MPa
c
聚酰亚胺纤维增强环氧
d
聚酰亚胺纤维增强聚酰亚胺
fiber
fabric
prepreg
composites
f
24
轻质高强PI/Ag复合导电纤维的制备
最终目标：轻质高强度聚酰亚胺-银复合导电纤维的规模化制备
高强高模聚酰亚胺纤维
聚酰亚胺-银复合导电纤维
High-Performance Polymer
聚酰亚胺纤维性能特点
玻璃纤维、Kavlar纤维和聚酰亚胺纤维介电性能对比
纤维 E玻璃纤维 介电常数 6.英玻璃纤维
5.21
4.00 3.78
0.0068
0.0026 0.002
Kevlar49纤维
Spectra 1000 聚酰亚胺纤维
3.85
2.30 2.5～3.5
短切纤维
高强中模型聚酰亚胺纤维
高强高模型聚酰亚胺纤维
单丝参数 强度 (GPa) 模量 (GPa) 伸长 (%) 纤度（dtex）
耐温型 0.7 9.9 20 2.2
细旦型 2.9 128 2.5 0.88
中强中模 2.2 50 8.0 1.25
高强中模 3.1 76 4.6 1.33
高强高模 3.5 140 3.5 1.1
Tg (0C)
Td5 (0C)
400
530
310
530
320
540
320
540
330
590
High-Performance Polymer
2.高性能聚酰亚胺纤维应用研究
耐高温低成本聚酰亚胺纤维，并用于水泥、钢铁等高温窑炉
收尘袋
特点：
耐高温，玻璃化温度400 ℃ 优异耐酸性
优异耐溶剂
一定的耐碱性
高强高模聚酰亚胺纤维的复合材料性能研究
0.001
0.0001 0.001
聚酰亚胺纤维性能特点
与芳纶纤维相比
耐高温
与碳纤维相比
比重小 高韧性
耐紫外
低吸水率和高绝缘性 耐酸性 低介电
高绝缘
高性能聚酰亚胺纤维性能特点
结构可变、性能可调、开发多品种
PO
O N O
O N N N H O
O N O
O N
BPB
n
O N O
例
BPDA/(p-PDA/AAQ) 共聚型聚酰亚胺纤维的结构与性能
O NH
O N N O
O N O
O N
O N O
m
O
n
co-PI fibers co-PI-0 co-PI-1 co-PI-2 co-PI-3 co-PI-4
AAQ: p-PDA (molar ratio) 0 1:9 3:7 5:5 7:3
1.12 2.27 5.49 8.03
co-PI-0 co-PI-1
co-PI-3 co-PI-5
10:0 9:1
7:3 5:5
3.22 2.81
2.53 2.71
0.83 1.56
2.20 2.87
聚酰亚胺纤维分子结构与性能
0.40 0.35 0.30
Tan Delta
0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 100 200 300
co-PI-5
9:1
1.99
1.9
104.3
2.0
聚酰亚胺纤维牵伸与性能
Mechanical properties of the co–PI fibers with different draw ratios
Fixed–length modulus (GPa)
Co–PI fibers
Draw ratio
密度 （g/m3）
紫外辐射24h 强度保持率
超高分子量 聚乙烯纤维 芳纶 Kevlar49 碳纤维 T300 聚酰亚胺纤维
3.4
2.0
160
0.97
≥90%
2.8
3.5 4.2
2.4
1.5 2.6
132
230 167
1.44
1.76 1.43
200
-300
≤20%
-≥95%
High-Performance Polymer
聚酰亚胺薄膜
聚酰亚胺纤维
耐高温、耐低温 高尺寸稳定性
高比强度、高比模量
高电绝缘 低介电常数、低损耗 耐腐蚀、耐辐射 低吸水率 低热膨胀 抗蠕变
聚酰亚胺纤维性能特点
与其它高性能纤维的比较
长期使 用温度 （℃） 100
纤维
强度 （GPa）
伸长 （%）
模量 （GPa）
m
O N O
O
O
O NH
O N N O
O N
QPB
n
O
m
O
O
O
O NH
O O N N O
O N O N O
N O
QOB
n
m
结构可变、性能可调、开发多品种
BPOB
High-Performance Polymer
聚酰亚胺纤维的应用领域
耐高温聚酰亚胺纤维（利用其耐高温和阻燃特性）
高温滤材
消防服
绝热纸
作战服
High-Performance Polymer
2.聚酰亚胺纤维的制备工艺 聚酰亚胺合成和化学结构演变
传统PI纤维制备方法
一步法
可溶性PI溶液
湿法或干法纺丝
高温牵伸
优点：可以获得较高性能纤维
缺点：单体价格昂贵；使用沸点高、毒性大的溶剂 聚酰胺酸溶液 湿法或干法纺丝 高温环化和牵伸
两步法
优点：单体来源广泛、价格低；溶剂毒性小
表面改性离子交换自金属化技术
PI fiber
PI/Ag
PI
PI-Ag
High-Performance Polymer
表面改性离子交换自金属化技术制备的镀银纤维
• • • 高导电 轻质 高强度
•
• •
柔性好
耐高温 尺寸稳定
参数
强度 (GPa) 模量 (GPa) 伸长 (%) 电阻率 (Ω cm)
PI基纤
2.85 2.415 2.375
聚酰亚胺纤维牵伸与性能
Set of WAXD fiber patterns at different draw ratios: (a) co–PI–1, (b) co–PI–1.2, (c) co–PI–1.5, (d) co–PI–2, (e) co–PI–3
聚酰亚胺纤维牵伸与性能
Tensile strength (GPa)
Elongation (%)
co–PI–1 co–PI–1.2
co–PI–1.5 co–PI–2 co–PI–3
1 1.2
1.5 2 3
0.48 1.88
2.62 2.70 2.81
28.85 91.04
106.85 134.49 136.36
1.945 2.32
1. 聚酰亚胺纤维国内外研究现状
国外
美国
60年代开始研究，目前仍无产品，且性能都不高
日本 拉伸强度：0.5GPa 奥地利 拉伸模量：2.3GPa 拉伸强度：5.8GPa 俄罗斯 拉伸模量：285GPa P84产品，耐高温过滤、 防护服等 没有相关的技术报道和 产品及产业化消息
国内
国内
北京化工大学，长春应化所 东华大学，四川大学 耐高温聚酰亚胺纤维已实现 技术突破和产业化，高强高 模聚酰亚胺纤维正在研制和 工程化
随着牵伸比增加，纤维的 取向程度增加，性能提高
Molecular simulation of the main monomer repeat (BPDA/p-PDA) in the co–PI fiber (Gray–C, white–H, blue–N, red–O)
北京化工大学各种PI纤维
耐高温型聚酰亚胺纤维
缺点：纤维性能较低，后处理过程复杂
北化开发了一体化成型的聚酰亚胺纤维制备技术
即：从聚酰胺酸溶液出发，连续经过凝固、水洗、干燥、环化和牵伸， 直接获得聚酰亚胺纤维
1. 储料罐 2. 计量泵 3. 喷丝板 4. 导丝辊 5. 凝固浴 6. 清洗浴 7. 热辊 8. 热板 9. 管式热炉 10. 卷绕设备
耐高温低成本PI纤维 高强高模PI纤维