近期，由北京化工大學(xué)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(shù)及應(yīng)用項目，在北京通過了由中國石油和化學(xué)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(shù)及關(guān)鍵裝備，形成系列產(chǎn)品，并在多個高端裝備制造領(lǐng)域獲得重大應(yīng)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(shù)處于國際領(lǐng)先水平，可滿足我國航空航天、國防軍工等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅苡袡C纖維的迫切需求，具有廣闊的應(yīng)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(yīng)用技術(shù)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(lǐng)域均取得很好的應(yīng)用評價，各下游制品或裝備也已完成大部分應(yīng)用驗證工作，部分應(yīng)用已進入批量供應(yīng)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(yīng)用研究，拓展產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)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(guān)注。但由于制備過程中存在工藝和裝備高度耦合、材料前驅(qū)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(lǐng)科研團隊于2007年起對聚酰亞胺纖維制備技術(shù)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(shù)與裝備攻關(guān)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(shù)國際領(lǐng)先，產(chǎn)品主要用于航空航天和防彈領(lǐng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)材料還是作為功能性材料，聚酰亞胺都有著巨大的應(yīng)用前景，包括工程塑料、纖維、薄膜等領(lǐng)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(guān)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(lǐng)域有廣泛的應(yīng)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(lǐng)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(yù)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(jié)構(gòu)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(yīng)用，從而進行分子結(jié)構(gòu)設(shè)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?！睋?jù)悉，該項技術(shù)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(quán)，達到國際領(lǐng)先水平。