國際領先水平!我國又一聚酰亞胺PI項目通過鑒定
已有人閱讀此文 - -近期,由北京化工大學和江蘇先諾新材料科技有限公司聯(lián)合承擔的百噸級高強高模聚酰亞胺(PI)纖維制備技術及應用項目,在北京通過了由中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。
鑒定會現(xiàn)場
鑒定委員會一致認為,該項目研發(fā)了高強高模聚酰亞胺纖維成套產(chǎn)業(yè)化制備技術及關鍵裝備,形成系列產(chǎn)品,并在多個高端裝備制造領域獲得重大應用或進行考核驗證。作為完全自主可控和軍民兩用的原創(chuàng)產(chǎn)品,項目成果整體技術處于國際領先水平,可滿足我國航空航天、國防軍工等領域對高性能有機纖維的迫切需求,具有廣闊的應用前景。
項目牽頭人、北化大教授武德珍表示,經(jīng)過近幾年的推廣和應用技術開發(fā),特別是在用戶單位的大力支持下,高強高模聚酰亞胺纖維產(chǎn)品在航空、航天、電子、型材制造、防彈防爆等領域均取得很好的應用評價,各下游制品或裝備也已完成大部分應用驗證工作,部分應用已進入批量供應階段。研究團隊將繼續(xù)加強聚酰亞胺纖維在不同場景的應用研究,拓展產(chǎn)品應用領域,提升產(chǎn)業(yè)化規(guī)模并降低生產(chǎn)成本。
高強高模聚酰亞胺纖維綜合性能優(yōu)異,一直備受業(yè)界關注。但由于制備過程中存在工藝和裝備高度耦合、材料前驅體不穩(wěn)定等難題,工業(yè)化生產(chǎn)難度極大。據(jù)北化大副教授牛鴻慶介紹,武德珍教授帶領科研團隊于2007年起對聚酰亞胺纖維制備技術展開研究,2011年打通噸級小試工藝路線。此后歷經(jīng)10噸級工程化和百噸級產(chǎn)業(yè)化成套技術與裝備攻關過程,于2018年建成全球首條百噸級高強高模聚酰亞胺纖維生產(chǎn)線,實現(xiàn)了拉伸強度3.5GPa纖維的產(chǎn)業(yè)化及產(chǎn)品的系列化。2021年,建成第二條百噸級智能化生產(chǎn)線,產(chǎn)品性能進一步提升,最高等級產(chǎn)品纖維拉伸強度和初始模量分別可達4.5GPa和180GPa以上,比碳纖維T300的強度還要高。這項技術國際領先,產(chǎn)品主要用于航空航天和防彈領域。
產(chǎn)品展示
聚酰亞胺(PI)被譽為高分子材料金字塔的頂端材料,是分子結構中含有酰亞胺基鏈節(jié)的芳雜環(huán)高分子化合物,也是目前工程塑料中耐熱性最好的品種之一。各國都將聚酰亞胺的研究、開發(fā)及利用列入化工新材料的發(fā)展重點之一。因其在性能和合成方面的突出特點,無論是作為結構材料還是作為功能性材料,聚酰亞胺都有著巨大的應用前景,包括工程塑料、纖維、薄膜等領域。
而其纖維,特別是高強高模產(chǎn)品卻鮮為人知。據(jù)了解,此前,國外一些發(fā)達國家以高強高模為目標對聚酰亞胺紡絲進行多年研究,始終沒有重大突破,主要是紡絲工藝及相關裝備問題不能解決。
作為一類綜合性能突出的高性能芳雜環(huán)聚合物,聚酰亞胺纖維兼具聚酰亞胺材料的耐高溫、阻燃、絕緣、低介電、耐輻照等特點和高性能纖維的強度和模量,被譽為是21世紀最有發(fā)展前景的高性能纖維品種,在航空航天、交通運輸、電子電器、核工業(yè)等重要領域有廣泛的應用前景,是重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新材料之一。
通過以往的報道,我們可以獲悉武德珍教授引領的創(chuàng)新團隊發(fā)明的聚酰胺酸溶液的凝固、牽伸、熱亞胺化的一體化紡絲工藝,實現(xiàn)了從聚酰亞胺預聚體—聚酰胺酸溶液出發(fā),直接獲得高強高模聚酰亞胺纖維。武教授表示“需要特殊結構單體合成的聚酰亞胺才能溶解在溶劑中,而如果釆用聚酰胺酸,很多單體就可被應用,從而進行分子結構設計提高性能,成本也將得到有效控制。并且制備過程中使用的普通溶劑將被全部回收,不會產(chǎn)生環(huán)境污染。”據(jù)悉,該項技術突破了高強高模聚酰亞胺纖維制備的瓶頸,具有完全自主知識產(chǎn)權,達到國際領先水平。