[发明专利]一种聚酰亚胺纤维及其制备方法

说明书

本发明提供了一种聚酰亚胺纤维及其制备方法，将二酐化合物与二胺化合物进行聚合，得到聚酰胺酸纺丝溶液；所述二酐化合物和/或二胺化合物包含磷元素；所述二酐化合物至少包括以下式(I‑1)～式(I‑9)结构中的一种或多种：将所述聚酰胺酸纺丝溶液进行纺丝，得到聚酰胺酸纤维；将聚酰胺酸纤维进行酰亚胺化处理，得到聚酰亚胺纤维。与现有技术相比，本发明在聚酰亚胺纤维中引入磷元素，当材料暴露在空间原子氧(AO)环境时，材料本身会形成钝化层，从而阻挡AO对材料的进一步作用，并且这是一种自修复的过程，使得材料更加智能化，同时，本发明在结构中引入三苯二醚二酐单体，使得制备的聚酰亚胺纤维的断裂伸长率得到提高。

技术领域

本发明属于纤维或纤维织物技术领域，尤其涉及一种聚酰亚胺纤维及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺纤维的制备方法分为一步法和两步法，一步法是指直接用聚酰亚胺溶液进行纺丝，再经过热牵伸得到聚酰亚胺纤维。通过一步法制备聚酰亚胺纤维工艺流程短，但是使用这种方法纺制纤维要求聚酰亚胺聚合物体系必须可溶，更重要的是制备过程中使用的溶剂毒性一般较高。公开号为CN1232686C的中国专利、专利号为US4370290与US5378420的美国专利均公开了上述方法。

两步法是指采用聚酰胺酸溶液纺丝，再经过酰亚胺化工艺得到聚酰亚胺纤维。采用这种方法虽然多了热亚胺化的步骤，但是可以解决绝大多数聚酰亚胺化合物不溶的缺点，且工艺过程中所使用的溶剂无毒可连续化生产，成本低廉，适合所有聚酰亚胺纤维的纺制。专利号为JP03287815、JP04018115的日本专利，公开号为CN101338462B、CN102191581B、CN101338462B、CN1232686C、CN101984157B、CN102041576、CN102041577B、CN103255491A、CN103696033的中国专利均公开了这种方法。

与其他有机纤维相比，聚酰亚胺纤维具有高热稳定性、高强度、高弹性模量、耐辐照性能、重量轻等优良的综合性能，在空间环境中应用广泛，可用于制作空间飞行器用绳索、空间飞行器囊体材料和防护服装等。目前，聚酰亚胺纤维在空间应用中主要面对的问题是空间原子氧(Atomic Oxygen，AO)对材料的侵蚀效应。

AO占据近地轨道(200～500km)大气环境的绝大部分，自身的强氧化性以及与材料碰撞的动能足以使绝大多数化学键断裂，使材料表面变粗糙，进而改变材料表面的吸光和反光性能。美国宇航局做了长期暴露实验证实AO是低地球轨道威胁空间材料使用稳定性和使用寿命最主要的因素。