1. Einführung in PI Fiber

●Definition: PI-Faser, umgangssprachlich auch als „Goldfaden“ bekannt, ist eine wichtige Hochleistungsfaser, die sich durch das Vorhandensein von Imidringgruppen in ihrem molekularen Rückgrat auszeichnet.

●Zusammensetzung: Gewöhnliche Polyimidmoleküle enthalten zahlreiche Imidringe, aromatische oder heterozyklische Ringe, die eine hohe Aromatizität und Steifigkeit verleihen.

●Festigkeit: Berichten zufolge haben russische Wissenschaftler PI-Fasern hergestellt, die nach PBO-Fasern die zweitbeste Festigkeit mit einer Festigkeit von bis zu 5,0 GPa aufweisen.

2. Entwicklungsgeschichte der PI-Faser

●1960er Jahre: DuPont in den USA begann mit der Forschung an PI-Fasern, doch aufgrund technologischer Einschränkungen blieb es im Laborstadium.

●1970er Jahre: Die ehemalige Sowjetunion meldete militärische Anwendungen von PI-Fasern und begann mit der Produktion in kleinem Maßstab für militärische Zwecke.

●1980er Jahre: Österreich industrialisierte die PI-Faserproduktion mithilfe der Trockenspinntechnologie und brachte das Produkt P84 hauptsächlich für Hochtemperaturfiltermaterialien auf den Markt. Frankreich führte später die Kermel-Faser mit hervorragenden flammhemmenden Eigenschaften ein.

●1990er Jahre: Russische Wissenschaftler entwickelten PI-Fasern mit einer Bruchfestigkeit von 5,0 GPa und brachten damit die Luft- und Raumfahrtindustrie deutlich voran.

●Anfang des 21. Jahrhunderts: Chinesische Universitäten und Forschungseinrichtungen haben systematische und umfassende Studien zu PI-Fasern durchgeführt und bestimmte experimentelle Ergebnisse erzielt.

3. Leistungsmerkmale der PI-Faser

●Mechanische Eigenschaften: PI-Faser hat eine Dichte von etwa 1,41 g/cm³Hitzebeständige PI-Fasern haben eine mechanische Festigkeit zwischen 0,5—1,0 GPa und ein Modul von 10—40 GPa; hochfeste, hochmodulige PI-Fasern haben eine Zugfestigkeit von etwa 2,5 GPa und einen Modul von über 90 GPa.

●Thermische und Flammbeständigkeit: Vollaromatische Polyimidfasern zersetzen sich typischerweise bei über 500℃, mit einem Sauerstoffgrenzwert von bis zu 66 %. Beim Zersetzungsprozess können jedoch schädliche Stoffe wie Blausäure entstehen.

●Säure- und Laugenstabilität: PI-Fasern sind in sauren Umgebungen stabil und behalten nach 48 Stunden in 10 % verdünnter Salzsäure 30–40 % ihrer Festigkeit. Unter alkalischen Bedingungen zersetzen sie sich jedoch erheblich.

●Weitere Eigenschaften: PI-Fasern weisen eine gute UV-Strahlungsbeständigkeit und dielektrische Eigenschaften auf, mit einer typischen Dielektrizitätskonstante von etwa 3,4 und einem Verlust von ungefähr 10^(-3).

4. Anwendungen von PI-Fasern

●Anwendungsbereiche: Aufgrund ihrer hervorragenden Leistung werden PI-Fasern häufig in der Luft- und Raumfahrt, im Hochtemperaturschutz, in der Elektronik und in anderen Bereichen eingesetzt, insbesondere in Hochtemperaturanwendungen wie der Herstellung hitzebeständiger Handschuhe, Filze, Trommeln, Garne, Filterbeutel und ablativer Materialien. Darüber hinaus können PI-Fasern in Stoffe eingewebt werden, die in Hautmaterialien, Rohrleitungsreparaturen, Verbundverstärkungen, kugelsicheren Materialien und vielem mehr verwendet werden.