新型聚酰胺酰亚胺纤维的制备及其力学性能增强

摘要

为有效提升聚酰胺酰亚胺（PAI）纤维的力学性能，促进其在阻燃防护领域的应用，采用湿法纺丝制备PAI纤维。首先探究PAI浓度、针头规格对PAI初生纤维力学性能的影响，其次通过改变热处理工艺和采用“循环湿法纺丝法”，实现了PAI纤维力学性能的显著提升。结果表明：当PAI质量分数为24%并且针头规格为26G时，PAI初生纤维的力学性能最佳，其应力和应变分别为21.20 MPa和20.62%；对PAI初生纤维进行高温处理引发其热亚胺化反应，随着温度的升高，热亚胺化反应愈发剧烈，PAI纤维的力学性能越优异，最佳热亚胺化反应温度为340℃，此时PAI-340纤维的应力和应变分别为86.16 MPa和19.12%；以340℃为终止温度，通过阶梯式升温对PAI初生纤维进行高温处理，设置的温度越多，阶梯式升温所提供的热量越少，热亚胺化反应程度越低，PAI纤维的力学性能提升程度越低；“循环湿法纺丝法”采用经220℃预加热后的PAI纤维为原料，再次通过湿法纺丝-热处理制备高强PAI纤维，所获得的PAI@220-340纤维的应力和应变分别为92.15 MPa和20.76%；该高强PAI纤维离火自熄，在阻燃防护领域具有巨大应用潜力。

关键词

聚酰胺酰亚胺 / 力学性能 / 热亚胺化反应 / 热处理工艺 / 湿法纺丝