第2章第二、三、四、五節(jié)

第二節(jié)芳香族聚酯纖維一、概述聚芳酯纖維是全芳族聚酯纖維的簡(jiǎn)稱，是繼全芳香族聚酰胺纖維開發(fā)成功之后，又一個(gè)通過高分子液晶紡絲而制得的高科技纖維。最簡(jiǎn)單的聚芳酯是聚對(duì)羥基苯甲酸（PHBA）。

熔點(diǎn)610℃；分解溫度400℃

；不溶于強(qiáng)酸。

第二節(jié)芳香族聚酯纖維二、聚芳酯的改性1、熱力學(xué)分析要降低熔點(diǎn)，減少ΔH，或增大ΔS，都是有效的途徑。工業(yè)生產(chǎn)中常采用共聚改性的方法，一方面破壞分子鏈的規(guī)整性，降低聚合物的結(jié)晶度，減少熔融熱ΔH；另一方面增大分子鏈的柔性，減少分子的剛性，增大聚合物熔融中的ΔS。

Tm＝ΔH/ΔS第二節(jié)芳香族聚酯纖維2、降低聚芳酯熔點(diǎn)的方法主鏈的芳環(huán)上引入取代基；引入萘環(huán)等較大的芳環(huán)以破壞聚合物結(jié)構(gòu)上的致密性；主鏈上引入少量柔性基團(tuán)；主鏈上引人間位二元芳酸以破壞分子鏈的直線性。A或聚對(duì)苯撐對(duì)苯二甲酸酯第二節(jié)芳香族聚酯纖維三、聚芳酯的合成全芳族聚酯分子的剛性遠(yuǎn)高于含柔性鏈的聚酯，在熔融狀態(tài)下易形成向列液晶，因此聚芳酯被稱為熔致（或熱致）液晶聚酯。第二節(jié)芳香族聚酯纖維第二節(jié)芳香族聚酯纖維形成液晶性聚芳酯的單體（一）聚對(duì)羥基苯甲酸（PHBA）的合成由對(duì)乙酰氧基苯甲酸（ABA）熔融縮聚而成。第二節(jié)芳香族聚酯纖維對(duì)乙酰氧基苯甲酸（ABA）聚對(duì)羥基苯甲酸（PHBA）（二）X-7G的合成由美國(guó)Easterman公司用PET和ABA反應(yīng)，得到的共聚酯。其熔點(diǎn)顯著降低，ABA含量在40～90％范圍內(nèi)形成熔致性液晶。商業(yè)化的X-7G有兩種共聚比，PET/ABA分別為40/60和20/80。第二節(jié)芳香族聚酯纖維（三）Ekonol的合成美國(guó)金剛砂公司用對(duì)羥基苯甲酸（ABA）、p，p-二乙酰氧基聯(lián)苯（ABP）、對(duì)苯二甲酸（TA）、間苯二甲酸（IA）四元共縮聚，該共聚物的商品名稱為Ekonol，其組成比為ABA/ABP/TA/IA為10/5/4/1，少量的間苯二甲酸，能改進(jìn)共聚酯的加工性能。第二節(jié)芳香族聚酯纖維第二節(jié)芳香族聚酯纖維（四）PHQT的合成美國(guó)杜邦公司采用苯基對(duì)二乙?；剑≒HQD）與對(duì)苯二甲酸（TA）或萘二甲酸共聚反應(yīng)，生成帶有側(cè)基的共聚酯PHQT。其結(jié)構(gòu)如下式所示：第二節(jié)芳香族聚酯纖維（五）Vectran的合成美國(guó)賽拉尼斯公司用ABA與6-乙酰氧基-2-萘甲酸（ANA）共聚反應(yīng)，得到的共聚物其商品名為Vectran。共聚酯的熔點(diǎn)隨ANA基團(tuán)含量的變化而變化，ABA/ANA=70/30時(shí)，共聚酯的熔點(diǎn)最低。第二節(jié)芳香族聚酯纖維第二節(jié)芳香族聚酯纖維三、聚芳酯的紡絲（一）紡絲方法聚芳酯主要采用熔融液晶紡絲方法；這種方法的技術(shù)關(guān)鍵是如何處理分子量與加工流變性和纖維強(qiáng)度的問題。盡管對(duì)以上所列舉的各種全芳族聚酯都開展過紡絲研究，但到目前為止惟一獲得商業(yè)化成功的品種是塞拉尼斯的Vectran。第二節(jié)芳香族聚酯纖維目前熔致性液晶紡絲主要有以下幾種方法：①開始使用較低分子量的聚合體進(jìn)行熔體紡絲，再經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的高溫?zé)崽幚?，類似于固相縮聚反應(yīng)的效果，使纖維的分子量進(jìn)一步提高，從而提高強(qiáng)度。②采用適當(dāng)高的分子量的聚合體，熔體粘度在高溫和高剪切速率下，仍處于熔融紡絲的范圍內(nèi)紡絲，用比較短的熱處理時(shí)間，即可進(jìn)一步提高纖維的強(qiáng)度和模量。③根據(jù)Zimmerman研究報(bào)道，高分子量的共聚酯其結(jié)晶熔融熱ΔH在l0J/g以下時(shí)，也可在紡絲溫度稍低于熔點(diǎn)而略微高于凝固點(diǎn)的范圍里進(jìn)行過冷紡絲，在比較低的紡絲速度下卷繞，達(dá)到穩(wěn)定紡絲，再經(jīng)過短時(shí)間的熱處理，強(qiáng)度可達(dá)到26.5cN/dteX左右。第二節(jié)芳香族聚酯纖維（二）紡絲工藝紡絲過程與普通PET熔融紡絲無(wú)多大差別，聚合好的共聚酯熔體可以直接進(jìn)入紡絲機(jī)，也可制成切片，經(jīng)過處理后再熔融擠出紡絲。一般紡絲速度在100~2000m/min，噴絲頭拉伸倍數(shù)超過10以上。擠出過程中，熔體溫度控制在熔點(diǎn)稍高一些范圍，低于分解溫度以避免聚合物熱分解。大多數(shù)芳香族聚酯的紡絲溫度控制在275~375℃，此時(shí)熔體呈熔致性液晶結(jié)構(gòu)，通過噴絲孔時(shí)，受到剪切應(yīng)力，大分子很容易沿著纖維軸向取向，還來(lái)不及熱松弛，紡絲細(xì)流就冷卻固化成形，分子取向幾乎完全保持，使初生纖維有較高的力學(xué)性能。第二節(jié)芳香族聚酯纖維1、聚芳酯熔體的流變行為第二節(jié)芳香族聚酯纖維2、聚芳酯纖維在紡絲過程中的細(xì)化行為第二節(jié)芳香族聚酯纖維3、聚芳酯纖維的熱處理熱處理對(duì)于芳香族聚酯纖維的成形是相當(dāng)關(guān)鍵的工序，要控制升溫速率和絲束的張力，在惰性氣氛保護(hù)下或減壓下，加熱到接近纖維熔點(diǎn)的溫度，連續(xù)除去生成的小分子副產(chǎn)物，增加纖維的相對(duì)分子質(zhì)量，提高纖維的強(qiáng)度。芳香族聚酯纖維經(jīng)過熱處理后，強(qiáng)度有大幅度的提高。目前認(rèn)為由于熱處理提供了分子末端運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)，發(fā)生進(jìn)一步固相縮聚，同時(shí)后結(jié)晶使纖維的結(jié)晶更加完善，因此提高了纖維的強(qiáng)度。第二節(jié)芳香族聚酯纖維第二節(jié)芳香族聚酯纖維HBA/HNA初生纖維熱處理?xiàng)l件熱處理纖維TM溫度/℃時(shí)間/hTM60:402.172.4250902.967.370:301.568.7250902.569.973.:27--2700.53.7-Vectran熱處理前后纖維的性能比較四、纖維的結(jié)構(gòu)和性能1、聚芳酯纖維的性能第二節(jié)芳香族聚酯纖維2、聚芳酯纖維的結(jié)構(gòu)芳香族聚酯纖維的結(jié)構(gòu)由改性的方法不同、隨原料的組成不同而變化，但基本構(gòu)造仍是伸直鏈高取向的原纖結(jié)構(gòu)。第二節(jié)芳香族聚酯纖維3、聚芳酯纖維的結(jié)晶結(jié)構(gòu)第二節(jié)芳香族聚酯纖維芳香族聚酯的晶胞參數(shù)4、Vectran的性能現(xiàn)在Vectran已經(jīng)開發(fā)成幾個(gè)品種，有中強(qiáng)低伸纖維，強(qiáng)度1.5GPa，伸長(zhǎng)2%，模量70.9GPa；高強(qiáng)型纖維，強(qiáng)度3.3GPa，伸長(zhǎng)3.5%，模量95.3GPa；超高模量型纖維，強(qiáng)度2.65GPa，伸長(zhǎng)2.2%，模量106.4GPa，以適應(yīng)不同的用途需要。Vectran纖維具有高強(qiáng)度、高模量，耐蠕變尺寸穩(wěn)定性好，有極低的吸濕率和耐化學(xué)腐蝕性，在200℃干熱和100℃濕熱條件下收縮率為零，因此可與PPTA纖維相媲美，在耐水性、耐酸堿性及耐磨損方面還優(yōu)于PPTA纖維，將在各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用。第二節(jié)芳香族聚酯纖維五、聚芳酯纖維的用途作為增強(qiáng)纖維材料，在光纜、特種電線中起支撐保護(hù)作用，與橡膠復(fù)合可制造耐高壓軟管、傳送帶、耐磨密封件及汽車用橡膠部件，和樹脂復(fù)合可成為超薄型印刷電路基板。纖維織物耐切割性好，是防護(hù)服、手套等安全用品的好材料，也是優(yōu)秀的耐高溫耐腐蝕的工業(yè)過濾布。芳香族聚酯纖維特別適合編織漁網(wǎng)、養(yǎng)殖業(yè)圍網(wǎng)、船用繩索，它不怕潮濕，強(qiáng)度大，使用壽命長(zhǎng)，又可輕量化。在體育器材方面，如網(wǎng)球板、頭盔及雪撬等也在開始使用。第二節(jié)芳香族聚酯纖維一、概述（一）開發(fā)背景PBO是聚對(duì)苯撐苯并雙口惡唑(Poly-p-phenylene

benzobisthoxazole)的簡(jiǎn)稱，是一種液晶芳香族雜環(huán)聚合物。PPTA纖維雖具有高的比強(qiáng)度和比模量，但是單位面積的力學(xué)性能比鋼絲差，耐熱性也不夠高，如果從分子結(jié)構(gòu)上引入雜環(huán)基團(tuán)，限制分子構(gòu)象的伸張自由度，增加主鏈上的共價(jià)鍵結(jié)合能，就有可能大幅度提高纖維的模量、強(qiáng)度和耐熱性。20世紀(jì)60年代，美國(guó)空軍材料實(shí)驗(yàn)室對(duì)芳香族雜環(huán)聚合物進(jìn)行了研究，開發(fā)了一系列雜環(huán)聚合物。第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維反式聚對(duì)苯撐苯并雙咪唑（trans-PBI）順式聚對(duì)苯撐苯并雙咪唑（cis-PBI）反式聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（trans-PBO）順式聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（cis-PBO）反式聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（trans-PBZT）順式聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（cis-PBZT）第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維（二）發(fā)展簡(jiǎn)介PBO是由美國(guó)空軍空氣動(dòng)力學(xué)研究所首先開發(fā)的，美國(guó)斯坦福大學(xué)研究所（SRI）擁有聚苯并唑的基本專利，道化學(xué)公司取得其全世界實(shí)施權(quán)并進(jìn)行工業(yè)化開發(fā)。1990年日本東洋紡公司從美國(guó)道化學(xué)公司購(gòu)買了PBO專利技術(shù)，1991年由道一巴迪許化纖公司在日本東洋紡公司的設(shè)備上開發(fā)出PBO纖維。1994年，日本東洋紡公司得到道一巴迪許化纖公司的準(zhǔn)許，出巨資30億日元建成了400t/aPBO單體和180t/a紡絲生產(chǎn)線，并于1995年春開始工業(yè)化生產(chǎn)，1998年生產(chǎn)能力達(dá)到200t/a，其商品名為紫隆(Zylon)。至今日本東洋紡仍然是現(xiàn)在世界上唯一一家可以進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)PBO纖維的公司。第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維二、PBO的合成1、多聚磷酸法目前PBO纖維的合成大多采用此方法，由4，6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽與對(duì)苯二甲酸以多磷酸（PPA）為溶劑，P2O5為脫水劑進(jìn)行溶液縮聚而制得。其反應(yīng)式為：第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維此方法中較難的一步是4，6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽的制備，其合成方法有：三氯苯法、二氯苯法、間苯二酚法、苯胺法、間苯二酚磺化氯化法、間苯二酚磺化法等。

第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維2、對(duì)苯二甲酰氯法用對(duì)苯二甲酰氯與4，6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽在甲磺酸（MSA）和P2O5（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%~50%）中加熱反應(yīng)制得，其反應(yīng)式為：

第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維3、三甲基硅烷基化法采用4，6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽與三甲基硅氨烷為原料反應(yīng)得中間體，再與對(duì)苯二甲酰氯進(jìn)行加熱反應(yīng)。

4、對(duì)羥基苯甲酸酯法采用對(duì)羥基苯甲酸甲酯為原料，在混酸作用下，于室溫下反應(yīng)得中間體，在多聚磷酸介質(zhì)中經(jīng)二甲基乙酰胺溶劑縮聚反應(yīng)。第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維三、纖維制造第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維紡絲原液制備雙螺桿擠出機(jī)擠出噴頭拉伸（空氣層20cm）凝固成型（磷酸水溶液）洗滌

干燥

卷繞成型

初生纖維

熱處理（600℃）

成品

纖維構(gòu)造形成模型圖第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維四、纖維的結(jié)構(gòu)和性能（一）結(jié)晶結(jié)構(gòu)第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維（二）PBO纖維的性能第二節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維表11-4PBO纖維的性能Zylon與其他纖維比較（表）1、強(qiáng)度和模量

第二節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維強(qiáng)度和模量（圖）比強(qiáng)度和比模量（圖）2、耐熱性和阻燃性

第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維熱失重，空氣中第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維熱失重，氬氣中500℃失重不同溫度下強(qiáng)度保持Zylon-AS200℃下強(qiáng)度保持500℃下強(qiáng)度保持3、其他性能蠕變性能韌性（沖擊能量吸收）耐磨性能耐化學(xué)腐蝕性能第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維Zylon-HM的蠕變性能熱空氣中收縮率曲撓性能耐溶劑性（甲基乙基酮）（二甲基甲酰胺）（甲醇）（汽油）（制動(dòng)液）耐溶劑性之耐60%硫酸耐溶劑性之耐20%鹽酸耐溶劑性之耐20%硝酸耐溶劑性之耐20%NaOH耐溶劑性之耐5%NaClO耐溶劑性之耐10%NaCl五、PBO纖維的應(yīng)用（一）從形態(tài)上看第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維（輪胎、膠管、輸送帶）（二）從性能上看1、高模量材料PBO作為高模量工業(yè)材料以長(zhǎng)絲和超短纖維形式存在，長(zhǎng)絲用作張緊材料、網(wǎng)球、快艇、賽艇、競(jìng)賽標(biāo)準(zhǔn)帆布等體育器材。超短纖維用作各種樹脂、工程塑料的增強(qiáng)材料，使材料的抗張力性能增加。第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維2、高強(qiáng)度材料PBO作為高強(qiáng)度工業(yè)材料主要以長(zhǎng)絲形式存在，主要用作航空航天材料；輪胎、膠管、輸送帶等橡膠制品的補(bǔ)強(qiáng)纖維；彈道導(dǎo)彈和復(fù)合材料的增強(qiáng)組分；光學(xué)纖維電纜的抗張力組分和光纜的保護(hù)膜；電熱線、耳機(jī)線等各種軟線的增強(qiáng)纖維；繩索補(bǔ)強(qiáng)纖維；防彈材料及各種塑料和混凝土等的補(bǔ)強(qiáng)材料等。第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維3、耐熱材料PBO纖維作為耐熱材料以短纖維形式存在，用于鋁材、玻璃生產(chǎn)過程中的抗熱減震材料，高溫過濾袋、熱保護(hù)皮帶等。PBO纖維在耐熱材料領(lǐng)域內(nèi)正在替代傳統(tǒng)材料石棉；另外，正在試探用PBO纖維在350℃以下領(lǐng)域替代芳香族聚酰胺等難燃纖維，在350℃以上領(lǐng)域替代不銹鋼纖維或者陶瓷纖維等無(wú)機(jī)纖維。第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維4、阻燃材料PBO纖維具有很好的阻燃性，接觸火焰之后炭化也很慢，安全性很高，作為消防服用衣料是比較合適的。利用其優(yōu)良的難燃性，完全有可能成為制作消防服及耐熱工作服、安全手套，安全靴等的衣料。第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維

PBO纖維在其他領(lǐng)域還有很多用途，如電絕緣材料、衛(wèi)星探測(cè)、輕體材料、汽車工業(yè)、深海油田開發(fā)等方面較大的應(yīng)用；作為高速列車車體不但可以減輕車身重量，還可以使車身強(qiáng)度增加，利用PBO纖維的耐化學(xué)腐蝕性制備耐腐蝕保護(hù)服。第三節(jié)聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑（PBO）纖維一、PBI纖維的發(fā)展概況1960年代初，在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的資助下，H.Vogel和C.S.Marvel首次發(fā)表了用3,3‘,4,4’-四氨基聯(lián)苯胺（TAD）和間苯二甲酸二苯酯（DPIP）合成聚（2,2‘-間苯撐-5,5’-二苯并咪唑）的研究成果。從60年代開始，Celanese公司與美國(guó)空軍材料試驗(yàn)所（AFML）簽訂合同，合作開發(fā)PBI纖維，用于制做火箭收回的降落傘。從70年代后期到80年代，Celanese公司在PBI及纖維制備工業(yè)技術(shù)方面相繼幾次取得突破性進(jìn)展。第四節(jié)聚苯并咪唑（PBI）纖維自1983年開始，Celanese公司用TDA和DPIP為原料單體合成聚苯并咪唑，以DMAc為溶劑，采用溶液紡絲技術(shù)批量生產(chǎn)PBI纖維。1985年美國(guó)聯(lián)邦貿(mào)易委員會(huì)將聚苯并咪唑（Polybenzimidazole，PBI）纖維認(rèn)定為由含咪唑結(jié)構(gòu)單元的芳香族聚合物制成的纖維。除美國(guó)外，英國(guó)、法國(guó)、日本及前蘇聯(lián)等也都相繼開展了PBI纖維的研究工作，開發(fā)出一些類似的產(chǎn)品，但產(chǎn)量都不大。我國(guó)在70年代也曾經(jīng)試制過這種纖維。第四節(jié)聚苯并咪唑（PBI）纖維二、PBI的合成（一）合成單體四氨基化合物：四氨基苯、四氨基聯(lián)苯、四氨基聯(lián)苯醚等。苯二酸或二苯酯：對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、萘二羧酸以及間苯二甲酸、二苯酯等。第四節(jié)聚苯并咪唑（PBI）纖維第四節(jié)聚苯并咪唑（PBI）纖維（二）合成方法在多聚磷酸中溶液縮聚，用比較低的反應(yīng)溫度（180℃以下），得到均勻的聚合物溶液，但含固量只有3%~5%，是實(shí)驗(yàn)室常用的合成方法。在熔融的二苯砜中，反應(yīng)縮聚也能得到高相對(duì)分子質(zhì)量的PBI，最后去除分離二苯砜，但對(duì)工業(yè)生產(chǎn)不合適。用固相縮聚法生產(chǎn)PBI，可直接溶解成紡絲原液進(jìn)行紡絲。第四節(jié)聚苯并咪唑（PBI）纖維（三）合成路線工業(yè)上可采用熔融本體縮聚工藝制備PBI，通過熔融本體縮聚制備PBI，即在惰性氣體保護(hù)下按一定比例使單體TAB和DPIP熔融本體縮聚反應(yīng)合成PBI。上述縮聚反應(yīng)分兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段為預(yù)縮聚，反應(yīng)溫度270~300℃，反應(yīng)時(shí)間1~2h，除去副產(chǎn)物苯酚和水得到泡沫狀預(yù)聚體，將其冷卻和粉碎后再在真空下于375~400℃固相聚合2~3h，制成黃棕色粒狀PBI樹脂，特性粘度大于0.75dl/g。

第四節(jié)聚苯并咪唑（PBI）纖維三、聚苯并咪唑的紡絲第四節(jié)聚苯并咪唑（PBI）纖維LiCl四、聚苯并咪唑纖維的性能

1、耐熱性優(yōu)良第四節(jié)聚苯并咪唑（PBI）纖維第四節(jié)聚苯并咪唑（PBI）纖維2、耐化學(xué)試劑能力強(qiáng)PBI纖維在惡劣環(huán)境中耐化學(xué)腐蝕性相對(duì)杰出，在酸、堿溶液中浸泡100h以上，強(qiáng)度保持率達(dá)到90%，在150℃蒸汽下，經(jīng)過70h，纖維強(qiáng)度保持率為96%，對(duì)各種有機(jī)液體，幾乎不受影響，這樣好的化學(xué)穩(wěn)定性在紡織纖維中也是很少見的。我們知道，間位芳綸也是優(yōu)秀的耐高溫纖維，但在上述條件下將被損壞。第四節(jié)聚苯并咪唑（PBI）纖維3、回潮性高，紡織加工性佳PBI纖維手感柔軟，吸濕性強(qiáng)于棉、絲及普通化學(xué)纖維，因此其織物具有良好的服用舒適性，可紡織加工成機(jī)織物、針織物及非織造布等產(chǎn)品。第四節(jié)聚苯并咪唑（PBI）纖維五、用途

可用于宇航服、飛行服等防護(hù)服裝，太空窗密封密封墊；可用于金屬件加工和玻璃加工中的隔熱防護(hù)材料；PBI纖維可耐850℃的高溫，可作為高溫過濾材料；可用于制造石墨纖維。第四節(jié)聚苯并咪唑（PBI）纖維一、PI（Polyimide）纖維簡(jiǎn)介第五節(jié)聚酰亞胺（PI）纖維芳綸1414PBO聚酰亞胺

例：均苯型聚酰亞胺薄膜（Kapton）（一）分子結(jié)構(gòu)聚酰亞胺是一類以酰亞胺環(huán)為特征結(jié)構(gòu)的高聚物，其中以含有酞酰亞胺結(jié)構(gòu)的聚合物尤為重要。第五節(jié)聚酰亞胺（PI）纖維酰亞胺環(huán)酞酰亞胺結(jié)構(gòu)（二）發(fā)展歷史1908年首先合成芳族聚酰亞胺。50年代末期制得高分子量的芳族聚酰亞胺。1961年杜邦公司生產(chǎn)出聚均苯四甲酰亞胺薄膜（Kapton）。1964年開發(fā)生產(chǎn)聚均苯四甲酰亞胺模塑料（Vespel）。1965年公開報(bào)道該聚合物的薄膜和塑料。繼后，的粘合劑、涂料、泡沫和纖維相繼出現(xiàn)。第五節(jié)聚酰亞胺（PI）纖維第五節(jié)聚酰亞胺（PI）纖維1964年Amoco公司開發(fā)聚酰胺酰亞胺電器絕緣用清漆（AI），1972年該公司開發(fā)了模制材料（Torlon），1976年Torlon商品化。1969年法國(guó)羅納-普朗克公司（Rhone-Poulene）首先開發(fā)成功雙馬來(lái)酰亞胺預(yù)聚體（Kerimid601），該聚合物在固化時(shí)不產(chǎn)生副產(chǎn)物氣體，容易成型加工，制品無(wú)氣孔。1972年美國(guó)GE公司開始研究開發(fā)聚醚酰亞胺（PEI），經(jīng)過10年的試制和試用，于1982年建成1萬(wàn)噸生產(chǎn)裝置，并正式以商品名Ultem在市場(chǎng)上銷售。第五節(jié)聚酰亞胺（PI）纖維1978年日本宇部興產(chǎn)公司介紹了聚聯(lián)苯四甲酰亞胺UpilexR，后又介紹了Upilexs。該聚合物制備的薄膜線脹系數(shù)為12～20ppm，而銅的線脹系數(shù)為17ppm，因此非常適宜作復(fù)銅箔薄膜，廣泛用于柔性印刷線路板。1994年日本三井東壓化學(xué)公司報(bào)道了全新的熱塑性聚酰亞胺（Aurum）注射和擠出成型用粒料。該樹脂的薄膜商品名為Regulus

，目前的生產(chǎn)能力為85t/a。

二、PI的合成（一）合成方法在聚合過程中形成聚酰亞胺環(huán);以帶酰亞胺環(huán)的單體縮聚來(lái)獲得聚酰亞胺。第五節(jié)聚酰亞胺（PI）纖維聚酰亞胺的合成方法大致可以分為以上兩大類，比較經(jīng)典的方法是第一類。第五節(jié)聚酰亞胺（PI）纖維（二）反應(yīng)方程以二酐和二胺反應(yīng)為例：第一步：生成聚酰胺酸第二步：酰亞胺化過程2、2-雙[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷二苯醚四酸二酐第五節(jié)聚酰亞胺（PI）纖維三、PI纖維的制備方法（一）濕法和干濕法紡制聚酰亞胺纖維第五節(jié)聚酰亞胺（PI）纖維1、二步法紡制聚酰亞胺纖維二酐和二胺縮聚聚酰胺酸溶液

濕法或干濕法噴絲聚酰胺酸纖維化學(xué)環(huán)化或熱環(huán)化

聚酰亞胺纖維第五節(jié)聚酰亞胺（PI）纖維2、一步法紡制聚酰亞胺纖維可溶性聚酰亞胺的合成聚酰亞胺溶液

濕法或干濕法

聚酰亞胺纖維

可溶性PIcross-sectionofPIfibersbyone-steptechnologycross-sectionofPIfibersb