[发明专利]一种耐碱性聚酰亚胺纤维

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐碱性聚酰亚胺纤维，主要是采用添加2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑(BIA)或者2-(4-胺基苯)-6-胺基-4(3H)-喹唑啉酮(AAQ)这两种单体中的任意一种或者两种与其他芳香族二胺和芳香族二酐共聚合成制备的聚酰亚胺纤维，此纤维相较于市场上常用的P84系列聚酰亚胺纤维，在酸性环境影响、碱性环境影响、有机溶剂环境影响、紫外照射影响等方面的耐环境性能大幅提升，尤其是耐碱性能。此项发明属于聚酰亚胺纤维应用技术领域。

背景技术

作为高性能纤维的代表，聚酰亚胺(PI)纤维不仅具有高强高模的特点，还兼具耐高低温、耐辐射、阻燃等多重特性，展现出良好的综合性能，尤其是在复杂多变的实际应用环境下，竞争优势明显。

(1)热稳定性能

一般来说，全芳香聚酰亚胺纤维开始分解的温度在500℃左右。由对苯二胺和联苯二酐制备的聚酰亚胺纤维，开始分解的温度可以达到600℃，是迄今高分子聚合物中热稳定性最高的品种之一。已经工业化的P84纤维，可以在260℃下的环境长期使用。

(2)耐辐照性能

聚酰亚胺纤维的耐辐照性能优异，实验表明，在80-100℃的紫外光照射24h后，聚酰亚胺纤维可以保持90％的强度，而Kevlar纤维的强度仅保持20％。经过1×10¹⁰rad快电子照射后，聚酰亚胺纤维仍然可以保持90％的强度性能，其它类型的纤维在耐辐射性能的表现方面则无法比拟，因此在航空航天领域的应用方面，聚酰亚胺材料是首选的材料之一，同时也是放射性物质及高温介质的过滤材料。

(3)耐低温能

聚酰亚胺纤维在-269℃的液氦中仍不会脆裂，具备极好的耐低温性能，因此可应用在低温环境的考察试验中。

(4)良好的介电性能

普通的芳香族聚酰亚胺纤维材料的介电常数一般在3.4左右，而含氟体系的聚酰亚胺纤维其介电常数可降到2.5左右，介电损耗为10^-3数量级，介电强度100～300KV／mm，体积电阻率为10¹⁷Ω·cm。这些性能从低温到高温和从低频到高频的宽广范围内仍能保持较高的水平。

(5)其它性能

聚酰亚胺纤维具有良好的生物相容性，为自熄性材料，极限氧指数为38-50％之间，具有较低的发烟率。热膨胀系数小，为10^-5～10^-7／℃数量级，与金属处于同一数量级水平。另外，它对有机溶剂相对较为稳定，具有较低的吸水率。

结合以上优点，聚酰亚胺纤维可以织成无纺布，应用到高温、放射性、有机气体和液体的过滤网、隔火毯等方面，是特殊环境下使用温度最高的过滤材料。目前商品化的P84纤维已经被制作成滤袋、无纺布等，广泛的应用在工业生产的过滤除尘方面，并且具有良好的使用效果。但是已经商品化的P84纤维及大部分聚酰亚胺纤维耐碱性环境影响性能较弱。本发明采用添加2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑或者2-(4-胺基苯)-6-胺基-4(3H)-喹唑啉酮这两种单体中的任意一种或者两种与其他芳香族二胺和芳香族二酐共聚合成制备的聚酰亚胺纤维，2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑或者2-(4-胺基苯)-6-胺基-4(3H)-喹唑啉酮这两种单体中的任意一种或者两种的加入，可以提高分子间相互作用力，尤其是提高了分子间的氢键作用力，分子间作用力的加强，提高了聚酰亚胺纤维的耐环境影响性能，尤其是耐碱性环境影响性能。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，并提供一种耐碱性聚酰亚胺纤维及制备技术，其生产工艺过程简单，生产成本低廉，从最初的聚酰胺酸(PAA)溶液到最后的聚酰亚胺纤维，中间过程连续完成，没有间断，生产效率高效，可直接用于工业化大批量生产。

本发明为一种耐碱性聚酰亚胺纤维，主要是采用添加2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑或者2-(4-胺基苯)-6-胺基-4(3H)-喹唑啉酮这两种单体中的任意一种或者两种与其他芳香族二胺和芳香族二酐共聚合成制备的聚酰亚胺纤维，此纤维相较于市场上常用的P84系列聚酰亚胺纤维，在酸性环境影响、碱性环境影响、有机溶剂环境影响、紫外照射影响等方面的耐环境性能大幅提升，尤其是耐碱性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种耐碱性的聚酰亚胺纤维，其特征在于，添加2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑或者2-(4-胺基苯)-6-胺基-4(3H)-喹唑啉酮这两种单体中的任意一种或者两种与其他芳香族二胺和芳香族二酐共聚合成制备的聚酰亚胺纤维。