1. Inleiding tot PI-vezel

●Definitie: PI-vezel, in de volksmond bekend als "gouddraad, " is een cruciale, hoogwaardige vezel die wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van imide-ringgroepen in de moleculaire ruggengraat.

●Samenstelling: Veel voorkomende polyimidemoleculen bevatten talrijke imide-ringen, aromatische of heterocyclische ringen, die een hoge aromaticiteit en stijfheid verlenen.

●Sterkte: Uit rapporten blijkt dat Russische wetenschappers PI-vezels hebben geproduceerd die, na PBO-vezels, een sterkte hebben van maar liefst 5,0 GPa.

2. Ontwikkelingsgeschiedenis van PI-vezel

●Jaren 60: DuPont in de VS begon met onderzoek naar PI-vezels, maar vanwege technologische beperkingen bleef dit in de laboratoriumfase.

●Jaren 70: De voormalige Sovjet-Unie meldde militaire toepassingen van PI-vezels, met kleinschalige productie voor militair gebruik.

●Jaren 80: Oostenrijk industrialiseerde de productie van PI-vezels met behulp van droogspintechnologie en lanceerde het product P84, voornamelijk voor filtermaterialen met hoge temperaturen. Frankrijk introduceerde later Kermel-vezel met uitstekende vlamwerende eigenschappen.

●Jaren 90: Russische wetenschappers ontwikkelden PI-vezels met een breeksterkte van 5,0 GPa, wat een aanzienlijke vooruitgang betekende voor de lucht- en ruimtevaartindustrie.

●Begin 21e eeuw: Chinese universiteiten en onderzoeksinstellingen hebben systematische en uitgebreide studies uitgevoerd naar PI-vezels en daarbij bepaalde experimentele resultaten behaald.

3. Prestatiekenmerken van PI-vezel

●Mechanische eigenschappen: PI-vezel heeft een dichtheid van ongeveer 1,41 g/cm³Hittebestendige PI-vezels hebben een mechanische sterkte tussen 0,5—1,0 GPa en een modulus van 10—40 GPa; PI-vezels met hoge sterkte en hoge modulus hebben een treksterkte van ongeveer 2,5 GPa en een modulus van meer dan 90 GPa.

●Thermische en vlambestendigheid: volledig aromatische polyimidevezels ontbinden doorgaans boven 500℃, met een zuurstoflimietindex tot 66%. Het ontledingsproces kan echter schadelijke stoffen produceren, zoals waterstofcyanide.

●Zuur- en alkalistabiliteit: PI-vezels zijn stabiel in zure omgevingen en behouden 30%-40% sterkte na 48 uur in 10% verdund zoutzuur. Ze worden echter aanzienlijk afgebroken in alkalische omstandigheden.

●Overige eigenschappen: PI-vezels zijn goed bestand tegen UV-straling en hebben diëlektrische eigenschappen, met een typische diëlektrische constante van ongeveer 3,4 en een verlies van ongeveer 10^(-3).

4. Toepassingen van PI-vezels

●Toepassingsgebieden: Vanwege hun uitstekende prestaties worden PI-vezels veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, hogetemperatuurbescherming, elektronica en andere gebieden, met name in toepassingen met hoge temperaturen zoals de productie van hittebestendige handschoenen, vilt, vaten, garens, filterzakken en ablatieve materialen. Daarnaast kunnen PI-vezels worden geweven in stoffen voor gebruik in huidmaterialen, pijpleidingreparaties, composietversterking, kogelwerende materialen en meer.