第四组制作
一、聚酰亚胺材料
二、聚酰亚胺纤维及其性能和应用

聚酰亚胺是指分子主链中含有酰亚胺环的一类聚合物,
刚性酰亚胺结构赋予了聚酰亚胺独特的性能，使他具有了 很好的耐热性及优异的力学、电学等性能，且耐辐照、耐
溶剂。在高温下具备的卓越性能够与某些金属相媲美。此
外，它还具有优良的化学稳定性、坚韧性、耐磨性、阻燃 性、电绝缘性以及其他机械性能。
程示于图1。由于聚酰胺酸溶解性较好，因此两步法工艺
很好地解决了聚酰亚胺纤维生产过程中选择溶剂的难题。 聚酰胺 酸溶液 聚酰胺 酸纤维 聚酰亚 胺纤维

一步法纺丝路线则要求纺丝浆液为聚酰亚胺溶液，
可以直接纺制出聚酰亚胺纤维。一般得到的聚酰亚胺纤维 的力学性能较高。但由于聚酰亚胺的溶解性较差，极大地
限制了采用一步法工艺所能制备聚酰亚胺纤维的种类。
聚酰亚胺（简称PI）是综合性能最佳的有机高分子 材料之一，已被广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、 液晶、分离膜、激光等领域。今年来，各国都将聚酰亚胺
列为21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在
合成和性能方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作 为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到了充分的认可， 并认为没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术。

（4）一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂，对稀酸稳定，一
般的品种也不大耐水解，但可以利用碱性水解回收原料二酐和 二胺。

（5）聚酰亚胺的热膨胀系数非常高。 （6）聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能。 （7）聚酰亚胺具有很好的介电性能。 （8）聚酰亚胺为自熄性聚合物，发烟率低。 （9）聚酰亚胺无毒。一些聚酰亚胺还具有很好的生物相容性。
的制备和纺丝成型三个过程，其工艺流程示意图如下：

目前，PI的纺丝工艺主要采用干法、湿法或干湿法。
同时根据纺丝原液是PAA还是PI，又可将其制备方法分为 两步法和一步法纺丝。另外，近年来还出现了以采用熔融
纺丝和静电纺丝等手段获得PI纤维的相关研究。

两步法纺丝路线是以聚酰胺酸溶液为纺丝浆液先制
取聚酰胺酸纤维，经250～350℃高温热酰亚胺化、热拉伸 和热处理后可得到高性能的聚酰亚胺纤维，其生产工艺流
并具有较高水平的耐化学性时。


（3）高温过滤
PI纤维制成的热空气滤袋可在高达260℃长期使用。

（飞机和其他运输工具的内部材料 在飞机和高速火车中，这些质轻、低密度、坚硬和耐
火的PI纤维织物可以取代传统的材料。

（5）绝热/结构单元 通过改变温度和初始纤维的结构类型，就有可能生产
出轻薄但结构稳定的织物，具有自我支撑的作用，而且还能 提供良好的隔热性能。




第一阶段：20世纪60~70年代，聚酰亚胺纤维的发展处于 起步阶段，主要是中国、美国、日本等国家通过干法或干 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。 第二阶段：20世纪80年代，研究如何提高聚酰亚胺纤维的 溶解性。 第三阶段：20世纪90年代，传统的制备聚酰亚胺纤维的方 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，大大提高了聚酰亚胺纤维的力学性能。 第四阶段：进入21世纪，特别是近几年来，试验得到了不 同化学结构的高强髙模、耐高温、耐辐射的聚酰亚胺纤维。
电缓冲层、液晶取向剂等
电热膜
胶带

聚酰亚胺是指主链含有酰亚胺环的一类聚合物，刚
性的酰亚胺环使其具有了很好的耐热性及优异的力学、电 学等性能，且耐辐照、耐溶剂。此外，他还具有优良的化
学稳定性、坚韧性、耐磨性、阻燃性、电绝缘性以及其他
机械性能。芳香族聚酰亚胺（PI）纤维主要由聚酰胺酸 （PAA）或PI溶液纺制而成的高性能纤维。


（1）薄膜：用于电机的槽、绝缘及电缆绕包材料
（2）涂料：作绝缘漆用于电磁线，或作耐高温涂料 （3）先进复合材料的基体树脂：用于航空、航天等 （4）纤维：做各种功能性织物 （5）泡沫塑料：做耐高温隔热材料 （6）工程塑料：主要用于自润滑、绝缘、密封及结构材料 此外聚酰亚胺还可以作为高温环境中的胶粘剂、分离膜、介

（1）对于全芳聚酰亚胺，其分解温度一般都在500℃左右。
由联苯二酐和对笨二胺合成的聚酰亚胺，其热分解度达到 600℃，是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。

（2）聚酰亚胺可耐极低温，如在—269℃液态氮中仍不会脆 （3）聚酰亚胺还具有很好的机械性能，抗张度均在100MPa以
裂。

上，均苯型聚酰亚胺薄膜的抗张力强度为170MPa，而联苯型聚 酰亚胺薄膜的抗张力度达到400MPa。作为工程塑料，其弹性模 量通常为3~4GPa，而纤维的可达200GPa。






（1）高强髙模性：断裂强度可达4.6GPa。 （2）耐高温：PI的起始分解温度一般都在500℃左右。由 联苯二酐和对笨二胺合成的聚酰亚胺，其热分解度达到 600℃， （3）耐低温：聚酰亚胺耐低温性能极好，如在—269℃液 态氮中仍不会脆裂。 （4）耐辐射性能很好 （5）尺寸稳定性极好 （6）生物相容性：PI纤维无生物毒性，可耐数千次消毒。 （7）PI具有很好的介电性能 （8）PI纤维为自熄性聚合物：发烟率低
PI纤维 PI溶液

通过大分子结构设计和聚集态结构的调控，可以得
到不同化学结构的高强高模、耐高温、耐辐射特性的聚酰 亚胺纤维。

（1）防护服装

内衣和外衣及手套可以由100%的PI纤维制成。这些含
芳香族PI织物的保护特性，不仅在下高温强度不衰减，

（2）编织带包装材料 PI纤维是高温下强度封件和包装的理想备选材料，
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防火服
防爆服
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张兴祥、韩娜、王宁 《新型与特种纤维》 西鹏、张宇峰 、安树林《高技术纤维概论》 张清华、张春华、陈大俊 丁梦贤 《高科技纤维与应用》 丁梦贤、何无白 《聚酰亚胺新型材料》 徐颖,周华,程先华. 聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能 [J]. 江苏大学学报(自然科学版). 2011(02 ) 任小龙,董占林,张俊丽,张俊杰. 聚酰亚胺薄膜产品及应 用进展[J]. 绝缘材料. 2013(03) 汪家铭. 聚酰亚胺薄膜技术进展与市场前景[J]. 合成技 术及应用. 2012(03) 俞国栋. 聚酰亚胺的合成方法及应用[J]. 辽宁化工. 2013(05)
纤维 PRD---14
产地 DuPont（美国）
强度/N.tex >0.26
聚苯四甲酰胺 Arimid T
Arimid T –TK160 P84
DuPont（美国） 俄罗斯
俄罗斯 Lenzing（奥地利）
1.13~1.30 >0.35
>o.5 0.35~0.38

PI纤维的制造主要包括聚合物的制备、聚合物流体