1. Forschung zum Nassverfahren von Polyimid-Nassvliesstoffen

Polyimid-Nassvlies ist ein besonderer Faserwerkstoff, der in vielen Hightech-Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt, der elektronischen Kommunikation und der Automobilindustrie weit verbreitet ist. Er zeichnet sich durch hohe thermische Stabilität, hohe Temperaturbeständigkeit und hervorragende elektrische Isolationseigenschaften aus und ist daher eine äußerst vielseitige Faser.

Das Nassverfahren ist eine Methode zur Herstellung von Polyimid-Nassschichtvliesstoffen. Die wichtigsten Schritte sind das Auflösen des Polyimid-Rohmaterials in einem Lösungsmittel und das anschließende Verspinnen der gelösten Polyimidflüssigkeit zu Fasern.

 Vereinfacht gesagt geht es darum, Fasern aus flüssigem Polyimidmaterial herzustellen! Dies erfordert eine sehr präzise Steuerung; andernfalls treten Qualitätsprobleme auf, die die Leistungsfähigkeit der Faser beeinträchtigen.

2.Verfahrensschritte für die Nassvliesherstellung von Polyimid-Vliesstoffen

1) Zunächst wird das Polyimid-Rohmaterial gelöst. Dieser Prozess erfolgt bei hohen Temperaturen. Häufig verwendete Lösungsmittel sind N,N-Dimethylacetamid (DMAc) und N-Methylpyrrolidon (NMP). Dabei entsteht eine Polyimidlösung mit einer Konzentration von 10 % bis 20 %. 

Besonderes Augenmerk muss auf die Temperatur und die Konzentration des Lösungsmittels gelegt werden; ist die Temperatur oder die Konzentration zu hoch, können die Fasern ungleichmäßig werden oder zusammenkleben.

 2) In diesem Schritt wird die gelöste Polyimidlösung durch eine Düse extrudiert, um Filamente zu formen. Diese Filamente erfordern eine sorgfältige Justierung und Kontrolle, um einen gleichmäßigen Durchmesser zu gewährleisten. 

Der Faserdurchmesser nassgesponnener Fasern liegt typischerweise zwischen 10 und 20 Mikrometern, abhängig von der Lösungskonzentration und der Spinngeschwindigkeit. Zu schnelles Spinnen kann zum Faserbruch führen; zu langsames Spinnen kann eine ungleichmäßige Faserqualität zur Folge haben.

 3) Nach dem Spinnen gelangen die Fasern in ein spezielles Koagulationsbad. Dies ist der wichtigste Schritt beim Nassspinnverfahren. Nach dem Austritt aus der Spinndüse werden die Fasern in ein Bad mit Wasser oder anderen Lösungsmitteln eingelegt. Nach dem Abkühlen und Erstarren entstehen schließlich die Polyimidfasern. 

Die Temperatur während dieses Prozesses muss zwischen 20 und 40 Grad Celsius kontrolliert werden; zu hohe Temperaturen können Veränderungen in der Fasermorphologie verursachen.

Nach diesen Schritten weisen die nassgesponnenen Polyimidfasern hervorragende mechanische Eigenschaften auf und eignen sich daher besonders für Anwendungen, die hohe Festigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit und hohe elektrische Isolation erfordern.

3. Vorteile und Nachteile von Polyimid-Nassvliesstoffen

Es ermöglicht die Herstellung von Hochleistungspolyimidfasern mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit und hervorragenden mechanischen Eigenschaften. Da das Nassspinnen bei niedrigeren Temperaturen erfolgen kann, ist es energieeffizienter als das Trockenspinnen. 

Die gleichmäßigere Fasermorphologie beim Nassspinnen gewährleistet eine gleichbleibende Produktqualität. Allerdings hat das Nassspinnen auch Nachteile. Einige Lösungsmittel sind giftig und flüchtig, und unsachgemäße Handhabung kann zu Umweltverschmutzung führen.