1.3 聚酰亞胺纖維的產業情況
20世紀60年代,法國的羅納布朗克公司開發了芳香族聚酰胺類型的聚酰亞胺纖維,后來由法國的Kermel公司以商品名Kermel?開始商業化開發[17]。如今Kermel公司注冊的Kermel?Tech聚酰胺—酰亞胺纖維(圖1-4)基本滿足高溫氣體過濾市場的耐高溫需求,該纖維持續工作溫度達到220℃,最高使用溫度接近240℃,玻璃化轉變溫度高達340℃,拉伸強度為~4 cN/dtex,目前主要用于有色及無色金屬冶煉生產、礦產企業、水泥廠及能源生產等行業的高溫過濾。
20世紀80年代中期,奧地利Lenzing AG公司開發了一種新型的耐高溫聚酰亞胺纖維產品P84?纖維(現為Evonik公司所有圖1-4),該纖維是由二苯酮四酸二酐(BTDA)和二異氰酸酯[80%的甲苯二異氰酸酯(TDI),20%二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)]共聚反應得到的聚酰亞胺溶液通過一步法紡得,其強度為0.5 GPa,伸長率為6.4%,模量為2.12 GPa,這種纖維由于低的機械性能,一般只用作耐熱或耐輻射的濾布或防火紡織品,可在260℃環境中連續使用,瞬時使用溫度可高達280℃[18]。

圖1-4 Kermel?Tech和P84纖維的化學結構
目前,國內多家單位采用不同的生產工藝,實現了耐高溫型、高強高模型聚酰亞胺纖維的商品化生產,在環境保護、航空航天、武器裝備及個人防護等領域發揮了重要作用,也使得我國高性能聚酰亞胺纖維生產技術位居世界前列。長春高琦聚酰亞胺材料有限公司利用中國科學院長春應化所的技術于2011年首先進行產業化研究,目前的主流產品是采用濕法紡絲技術生產的耐熱型聚酰亞胺纖維,年產能1000 t,其強度為0.5~0.7 GPa。同時,長春應化所的小型紡絲機能夠提供小批量的高強高模聚酰亞胺纖維,并應用于航空航天領域,纖維的斷裂強度為3.0~4.0 GPa,模量為120~140 GPa。江蘇奧神新材料有限公司(連云港)利用東華大學的干法紡絲技術,于2013年實現了產業化,目前的主要產品是耐熱型聚酰亞胺纖維,年產能2000 t,有長絲、短絲、色絲等規格;近年來,東華大學在高強高模聚酰亞胺纖維的研發方面取得重要突破,其實驗室制得小樣纖維強度超過4 GPa,模量120 GPa以上,以此為基礎,于2018年上半年建成了年產100 t的高強高模聚酰亞胺纖維生產線,目前產品正在多個領域進行試用評估。江蘇先諾新材料科技有限公司(常州)利用北京化工大學的技術在江蘇常州建成了年產30 t的高強高模聚酰亞胺纖維生產線,并于2016年通過成果鑒定,產品有3.0 GPa、3.5 GPa等多個規格,模量為90~140 GPa不等,其產品在航空航天、軍工等多個領域得到應用或正在試用評估。