1、聚酰亞胺(PI)纖維是一類分子主鏈上含有酰亞胺環(huán)的高分子材料，具有卓越的機械、絕緣、耐輻射、耐腐蝕、耐高溫、耐低溫等性能，屬于高性能纖維。因其在性能和制備方面的突出優(yōu)點，不論是作為結(jié)構(gòu)材料還是作為功能性材料，其巨大的應用前景已經(jīng)被人們所認識。特別是耐輻射性能、電絕緣性能比其它高性能纖維更為優(yōu)異，因此可以廣泛應用于消防、電子、航天航空和軍事工業(yè)等領域。但其也存在一些缺點，如熔點太高而不易加工，粘結(jié)性能差，易水解，可紡性差，生產(chǎn)成本高等。因

2、此對PI纖維的制備及改性一直是人們研究的熱點。隨著合成方法的改進和紡絲技術的進步，聚酰亞胺纖維的研究和開發(fā)工作得到更多的關注與發(fā)展。本論文在前人工作的基礎上，采用三元共聚/部分環(huán)化法制備PI纖維，并對纖維的力學性能、形態(tài)結(jié)構(gòu)以及熱性能等進行表征。具體步驟如下： 1.采用兩步法，在均苯四甲酸酐-4,4’-二氨基二苯醚型聚酰胺酸合成基礎上，采用均苯四甲酸酐(PMDA)和4,4’-二氨基二苯醚(ODA)、對苯二胺(PPDA)在溶劑N,

3、N’-二甲基乙酰胺(DMAc)中低溫共聚合成三元共聚酰胺酸(PAA)，并在PAA中繼續(xù)加入一定量酰亞胺化試劑(三乙胺、乙酸酐及DMAc的混合溶液)，從而合成部分環(huán)化的三元共聚PAA。研究發(fā)現(xiàn)，聚酰胺酸溶液的特性粘度受二胺的摩爾配比、反應溫度、反應時間、反應物的總固含量以及部分環(huán)化劑加入量等因素的影響。在本研究中，引入第三種單體的目的在于破壞分子鏈的規(guī)整性和對稱性，使其結(jié)晶傾向減小，分子鏈的柔順性增加，提高PAA溶液的可紡性；聚合過程中部

4、分環(huán)化處理同樣使PAA溶液可紡性提高。 2.將PAA溶液進行干濕法紡絲，通過凝固值和凝固速度的測量，確定了凝固浴的組成和凝固條件。通過掃描電子顯微鏡、紅外光譜、DMA以及力學性能等測試研究了溶液性能以及紡絲工藝對纖維性能和形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。后處理過程中研究了拉伸氛圍和拉伸比對部分環(huán)化PAA初生纖維性能的影響。通過影響因素綜合控制，得到了力學性能良好，橫截面比較致密的PAA纖維。 3.在采用部分環(huán)化三元共聚PAA纖維制備PI

5、纖維的過程中，應用熱酰亞胺化法、化學酰亞胺化法以及化學-熱酰亞胺化法的方法對部分成環(huán)聚酰胺酸纖維進行了酰亞胺化處理，比較了三者對纖維性能和形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。在化學-熱酰亞胺化過程中，系統(tǒng)研究了處理氛圍、PAA纖維纏繞方式、升溫方式及處理溫度對纖維結(jié)構(gòu)和性能的影響，從而得到纖維的最佳熱處理方式和條件，最終獲得了橫截面呈圓形，無孔致密，強度較高的PI纖維。對聚酰亞胺纖維進行紅外光譜和熱分析結(jié)果表明，纖維在300℃時基本已完成了亞胺化。測試結(jié)果