1. Introduktion till PI-fiber

●Definition: PI-fiber, i dagligt tal känd som "guldtråd, " är en viktig högpresterande fiber som kännetecknas av närvaron av imidringgrupper i sin molekylära ryggrad.

●Sammansättning: Vanliga polyimidmolekyler innehåller ett flertal imidringar, aromatiska eller heterocykliska ringar, vilka ger hög aromaticitet och styvhet.

●Styrka: Rapporter visar att ryska forskare har producerat PI-fiber, näst efter PBO-fiber, med en styrka på upp till 5,0 GPa.

2. Utvecklingshistoria för PI-fiber

●1960-talet: DuPont i USA inledde forskning om PI-fiber, men den förblev på laboratoriestadiet på grund av tekniska begränsningar.

●1970-talet: Det tidigare Sovjetunionen rapporterade militära tillämpningar av PI-fiber, med småskalig produktion för militärt bruk.

●1980-talet: Österrike industrialiserade produktionen av PI-fibrer med hjälp av torrspinningsteknik och lanserade produkten P84 främst för högtemperaturfiltermaterial. Frankrike introducerade senare Kermel-fiber med utmärkta flamskyddsegenskaper.

●1990-talet: Ryska forskare utvecklade PI-fiber med en brotthållfasthet på 5,0 GPa, vilket avsevärt avancerade flygindustrin.

●Tidigt 2000-tal: Kinesiska universitet och forskningsinstitutioner har genomfört systematiska och omfattande studier av PI-fibrer och uppnått vissa experimentella resultat.

3. Prestandaegenskaper för PI-fiber

●Mekaniska egenskaper: PI-fiber har en densitet på cirka 1,41 g/cm³Värmebeständiga PI-fibrer har en mekanisk hållfasthet mellan 0,5—1,0 GPa och en modul på 10—40 GPa; höghållfasta PI-fibrer med hög modul har en draghållfasthet på cirka 2,5 GPa och en modul som överstiger 90 GPa.

●Termisk och flambeständighet: Helt aromatiska polyimidfibrer bryts vanligtvis ner över 500℃, med ett begränsande syreindex på upp till 66 %. Nedbrytningsprocessen kan dock producera skadliga ämnen såsom vätecyanid.

●Syra- och alkalistabilitet: PI-fibrer är stabila i sura miljöer och bibehåller 30–40 % styrka efter 48 timmar i 10 % utspädd saltsyra; de bryts dock ned avsevärt under alkaliska förhållanden.

●Andra egenskaper: PI-fibrer uppvisar god UV-strålningsbeständighet och dielektriska egenskaper, med en typisk dielektricitetskonstant runt 3,4 och en förlust på cirka 10^(-3).

4. Tillämpningar av PI-fiber

●Användningsområden: Tack vare sina utmärkta prestanda används PI-fibrer i stor utsträckning inom flyg- och rymdteknik, högtemperaturskydd, elektronik och andra områden, särskilt i högtemperaturapplikationer som tillverkning av värmebeständiga handskar, filtar, trummor, garner, filterpåsar och ablativa material. Dessutom kan PI-fibrer vävas till tyger för användning i ytbehandlingar, reparationer av rörledningar, kompositförstärkning, skottsäkra material med mera.