Почит към органичните високопроизводителни влакна: Полиимидът
2024-12-03 17:25
1. Въведение в PI влакната
●Определение: PI влакното, разговорно известно като "gold thread, " е ключово високопроизводително влакно, характеризиращо се с наличието на имидни пръстенни групи в молекулярния си скелет.
●Състав: Често срещаните полиимидни молекули съдържат множество имидни пръстени, ароматни или хетероциклични пръстени, които им придават висока ароматност и твърдост.
●Якост: Докладите показват, че руски учени са произвели PI влакна, които са втори по големина след PBO влакната и имат якост до 5.0GPa.
2. История на развитието на PI влакна
●60-те години на миналия век: DuPont в САЩ започва изследвания върху PI влакна, но те остават на лабораторно ниво поради технологични ограничения.
●70-те години на миналия век: Бившият Съветски съюз съобщава за военни приложения на PI влакна, с дребномащабно производство за военна употреба.
●80-те години на миналия век: Австрия индустриализира производството на PI влакна, използвайки технология за сухо предене, лансирайки продукта P84 предимно за високотемпературни филтърни материали. По-късно Франция въвежда Kermel влакна с отлични огнеупорни свойства.
●1990-те: Руски учени разработват PI влакно с якост на скъсване от 5.0GPa, което значително ускорява развитието на аерокосмическата индустрия.
●Началото на 21-ви век: Китайските университети и изследователски институции са провели систематични и всеобхватни изследвания върху PI влакната, постигайки определени експериментални резултати.
3. Характеристики на производителността на PI влакното
●Механични свойства: PI влакното има плътност от около 1,41 g/cm³Термоустойчивите PI влакна имат механична якост между 0,5—1.0GPa и модул от 10—40GPa; високоякостните, високомодулни PI влакна имат якост на опън от около 2,5GPa и модул над 90GPa.
●Термична и огнеустойчива устойчивост: Напълно ароматните полиимидни влакна обикновено се разлагат над 500℃, с граничен кислороден индекс до 66%. Процесът на разлагане обаче може да доведе до образуването на вредни вещества, като например циановодород.
●Киселинна и алкална стабилност: PI влакната са стабилни в киселинна среда, запазвайки 30%-40% якост след 48 часа в 10% разредена солна киселина; те обаче се разграждат значително в алкални условия.
●Други свойства: PI влакната показват добра устойчивост на UV лъчение и диелектрични свойства, с типична диелектрична константа около 3,4 и загуба от приблизително 10^(-3).
4. Приложения на PI влакна
●Области на приложение: Благодарение на отличните си характеристики, PI влакната се използват широко в аерокосмическата индустрия, защитата от високи температури, електрониката и други области, особено в приложения с високи температури, като например производството на топлоустойчиви ръкавици, филцове, барабани, прежди, филтърни торби и аблативни материали. Освен това, PI влакната могат да бъдат втъкани в тъкани за употреба в материали за обвивка, ремонт на тръбопроводи, композитна армировка, бронирани материали и други.
