聚苯撑吡啶并咪唑纤维研究(一)

聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑){Poly[2,6-diimidazo(4,5-b：4′,5′-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纤维(简称M5)是荷兰Akzo Nobel Central Research经过10多a努力研制成功的一种新型刚性聚苯撑吡啶并咪唑(Polypyridobisimidazole)系聚合物纤维,其力学性能突出,耐热性及耐燃性好,由于大分子之间具有独特的氢键网状结构,纤维的抗压缩性能优于其它有机高性能纤维,目前该纤维由荷兰Magellan Systems International,LLC开发生产．本文对PIPD纤维的制备、纤维结构与性能以及应用等进行介绍和讨论．     

聚苯撑吡啶并咪唑纤维研究(二)

聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑){Poly[2,6-diimidazo(4,5-b：4’,5’-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纤维(简称M5)是荷兰Akzo Nobel Central Research经过10多a努力研制成功的一种新型刚性聚苯撑吡啶并咪唑(Polypyridobisimidazole)系聚合物纤维,其力学性能突出,耐热性及耐燃性好,由于大分子之间具有独特的氢键网状结构,纤维的抗压缩性能优于其它有机高性能纤维,目前该纤维由荷兰Magellan Systems International,LLC开发生产．本文对PIPD纤维的制备、纤维结构与性能以及应用等进行介绍和讨论．     

高性能PIPD纤维的研究进展

聚[2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑](PIPD)纤维是荷兰阿克苏·诺贝尔研究所研制成功的一种新型刚棒状聚合物纤维。PIPD纤维具有优异的力学性能、耐热及阻燃性能。大分子链上大量的极性基团形成了独特的二维氢键网络结构,使纤维的压缩强度为目前所有有机聚合物纤维之首。PIPD纤维优异的黏接性能使其在复合材料领域具有广阔的应用前景。对PIPD纤维的单体合成、聚合物制备、纺丝工艺、纤维的结构与性能以及应用等进行了介绍和讨论。     

两种高性能纤维研究进展

简介了聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维和聚二羟基苯撑并吡啶双咪唑(PIPD)纤维的发展历史、制备方法,性能及应用,着重对PBO纤维和PIPD纤维最近几年研究的热点和方向进行了综述.     

PIPD/Cu2 纳米纤维气凝胶的制备及性能

以聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑)(PIPD)为基体、三氟乙酸(TFA)和甲烷磺酸(MSA)为混酸,通过混酸剥离-去质子化诱导凝胶-冷冻干燥-惰性气氛高温处理制备出PIPD纳米纤维气凝胶.对PIPD纳米纤维气凝胶的形貌和结构进行表征,结果表明,混酸法制备PIPD纳米纤维气凝胶过程中,强质子酸破环了PIPD纤维的晶区和取向,PIPD主体的化学结构未发生明显变化.制得的PIPD纳米纤维气凝胶具有蜂窝孔结构、低密度(6.90～15.2 mg/cm3)和高孔隙率(99.1％～99.6％).当PIPD含量(以MSA和TFA总质量为基准,下同)不高于1％时,PIPD纳米纤维气凝胶无明显收缩.惰性氛围高温处理使PIPD纳米纤维气凝胶具有弹性.水平垂直燃烧、极限氧指数(LOI)、导热系数测试表明,PIPD含量为0.5％的纳米纤维气凝胶达到不可燃水平(UL-94,V-0级),LOI高达49.2％,100℃下低热传导性〔导热系数为0.052 W/(m·K)〕.此外,引入Cu2+配位交联网络提高PIPD纳米纤维气凝胶的压缩应力,增强后气凝胶的压缩应力是初始PIPD纳米纤维气凝胶的约16倍.     

PIPD纤维的制备及其结构与性能研究

以2,3,5,6-四氨基吡啶三盐酸盐一水合物(TAP·3HCl·H2O)和2,5-二羟基对苯二甲酸(DHTA)为单体,合成聚[2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑](PIPD),并采用干喷湿纺法制备了PIPD初生纤维,初生纤维在温度400℃,张力33 c N/dtex的条件下进行热处理得到PIPD纤维,研究了PIPD纤维的结构与性能。结果表明:PIPD初生纤维的线密度为959.6 tex,拉伸强度为2.15 GPa,拉伸模量为154.2 GPa;热处理后的PIPD纤维较初生纤维致密程度有所提高,线密度和拉伸强度有所下降,拉伸模量提高,热稳定性较好;纺丝原液脱泡良好、提高纺丝组件的温度均一性以及降低纤维中残酸量可进一步提高PIPD纤维的性能。     

高性能M5纤维的研究现状

介绍了一种新型刚性棒状高性能纤维聚[2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑](PIPD,商品名称为M5)的合成、结构与性能以及应用前景。研究结果表明:与PBO纤维相比,M5纤维具有抗压强度高和抗压模量高的优点,将主要应用于军事装备领域。     

PIPD-ODA复合纤维的制备与表征

采用加入第三单体参与共聚的本体改性方式,将ODA引入PIPD的分子结构中,成功地制备了PIPD-ODA复合纤维。与PIPD纤维相比,PIPD-ODA复合纤维具有更优异的力学性能。用傅立叶红外光谱(FI-IR),广角X射线衍射(WAXD)对复合纤维进行了结构表征,采用扫描电子显微镜(SEM)观察了表观形貌。力学性能测试结果表明,PIPD-ODA复合纤维与相同条件下制备的PIPD纤维相比,拉伸强度提高了23.3%,拉伸模量提高了27.6%。     

PIPD树脂研究进展

综述了聚[2,5-二羟基-1,4-苯撑并吡啶双咪唑](PIPD)树脂与单体的合成研究进展,阐述了通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)、热失重分析(TGA)等表征方法对PIPD结构和性能的研究,并展望了PIPD的应用前景与未来发展方向.     

有机特种纤维介绍(二)

对有机特种纤维中的超高相对分子质量聚乙烯(UMHWPE)纤维、聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维、聚酰亚胺(P)I纤维、聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑)(PIPD)纤维的结构与性能、发展情况、制备方法以及主要应用领域进行了简要介绍,最后简要展望了这4种特种纤维的发展前景。     

TiO_2/MPMS-SSO光学保护膜的制备与性能研究

以正硅酸乙酯、钛酸丁酯、甲基丙烯酰氧基倍半硅氧烷（MPMS-SSO）、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷为原料,通过溶胶-凝胶法制备了Si-Ti杂化涂料、甲基丙烯酰氧基倍半硅氧烷（MPMS-SSO）涂料、甲基丙烯酰氧基倍半硅氧烷与钛酸丁酯杂化的MPMS-SSO-Ti涂料,并在PMMA上成膜。用FT-IR、UV-VIS、动态摩擦减重测试和TG/DSC等对薄膜的结构、透光率、机械性能和热性能进行表征,并分析了Si-Ti、MPMS-SSO和MPMS-SSO-Ti 3种涂料对PMMA膜的影响。结果表明：Si-Ti、MPMS-SSO、MPMS-SSO-Ti光学保护膜在保持PMMA基片透光率基本不变的同时,有效地提高了耐磨性;MPMS-SSO薄膜的耐磨效果最好,MPMS-SSO膜次之,Si-Ti膜最次。从表面应力、预滑动摩擦力和动摩擦力3个方面分析有机无机杂化膜耐磨性能,能够有效解释涂覆Si-Ti、MPMS-SSO、MPMS-SSO-Ti涂料耐磨性依次提高的事实。Si-Ti、MPMS-SSO、MPMS-SSO-Ti薄膜热稳定性良好,其中MPMS-SSO-Ti薄膜耐热性最好。分析表明,微观上具有规整网络结构的倍半硅氧烷与TiO2杂化对提高薄膜的耐磨性能和热稳定性起着重要作用。     

离子液体法新型再生纤维素纤维的研究

采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM]Ac)为溶剂,制备了纤维素/[EMIM]Ac溶液,研究了该体系的流变性能,利用干喷湿纺的方式制备的新型再生纤维素纤维,并对纤维的结构与性能进行了分析。结果表明,纤维素/[EMIM]Ac溶液为典型的切力变稀流体,在较高剪切速率下,纺丝溶液的黏度变化较小;由该体系制备的新型再生纤维素纤维具有纤维素Ⅱ晶型的结构;随着拉伸比的提高,纤维的取向程度及结晶度增大,纤维力学性能提高。以离子液体为溶剂制备的再生纤维素纤维表面光滑,质地紧密。     

碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备工艺及耐磨和导电性研究

介绍了碳纤维增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料制备工艺、机械力学性能、摩擦磨损机理、导电性,重点研究了制备工艺对机械力学性能的影响,碳纤维添加量和碳纤维的表面处理,对耐磨性和导电性的影响。通过SEM照片和DSC曲线以证明:PEEK和碳纤维结有着良好的结合性,这对复合材料导电性和耐磨性产生一定影响,即随着碳纤维质量分数增加导电性和耐磨性都有提高,碳纤维表面处理有利于提高耐磨性。     

Fabrication of uvioresistant poly(p-phenylene benzobisoxazole) fibers based on hydrogen bond

The poly(p-phenylene benzobisoxazole) (PBO) fiber with excellent performance is vulnerable to the irradiation of UV light, which significantly limits their application in advanced composites. Therefore, finding feasible and efficient ways to improve the uvioresistant properties of PBO fiber is of significance. In this work, a facile one-pot method is developed for continuously preparing the PBO/poly(2,5-dihydroxy-1, 4-phenylpyridimidazole) (PIPD) copolymer fiber to greatly enhance the anti-UV properties of PBO fibers. The experimental results demonstrate that the fabricated PBO/PIPD copolymer fiber (molar ratio of 7:1) with greatly improved surface wetting properties (the maximum increase can reach about 179%) possesses satisfactory and desired uvioresistant performance, which is 30.8% higher than that of pure PBO fibers after 480 h UV aging irradiation. The fabricated PBO/PIPD copolymer fiber with improved UV stability has the potential to be applied to many important application areas even in a severe and harsh environment. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48432.     

一步法聚酰亚胺纤维的制备及其性能研究

利用实验室自制的聚酰亚胺(P)I溶液,通过干湿法纺丝制得PI初生纤维。在以水和N-甲基吡咯烷酮(NMP)混合溶液(体积比8∶2)作为凝固浴,凝固浴温度为5～15℃的条件下,所得初生纤维结构均匀密实,纤维截面呈圆形或腰圆形。在对初生纤维进行热处理时,随着热处理温度升高和时间增加,PI纤维的力学性能增强。当热处理温度为300～320℃、时间为30 min时,PI纤维的力学性能最优,其断裂强度和初始模量达到2.474 cN/dtex和50.066 cN/dtex;当热处理温度高于320℃,时间超过1 h,纤维力学性能又缓慢下降。纤维的热稳定性较好,在500℃左右仍具有较好的热稳定性。     

混杂纤维对脱硫石膏基复合胶凝材料性能影响

掺加聚乙烯醇（PVA）纤维、玄武岩纤维（BF）及混杂纤维（PVA纤维与BF）对脱硫石膏基复合胶凝材料性能进行改性,研究纤维复合材料的力学性能、耐水性能及耐干湿性能;应用电镜扫描技术对复合材料的微观形貌进行观察,探讨纤维对脱硫石膏基复合胶凝材料的影响机制。结果表明:PVA纤维掺量为1.5%时复合材料力学性能较好,试样的绝干抗折强度和绝干抗压强度较空白组分别提升了92.55%和32.62%;混杂纤维掺量为0.9%时耐水性能较好,试样的抗折软化系数较空白组提升了46.60%、吸水率低至13.87%;混杂纤维掺量为0.6%时耐干湿性能较优,干湿强度系数较空白组提升了50.74%。