含咪唑结构高强高模聚酰亚胺纤维的制备及其结构与性能

为增强聚酰亚胺纤维的力学性能,促进其在复合材料领域的应用,基于高性能聚合物纤维的结构设计,将杂环二胺单体5-氨基-2-(对氨基苯基)苯并咪唑引入到3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐和对苯二胺的聚酰亚胺刚性骨架中得到纺丝溶液,通过干法纺丝技术制备得到聚酰亚胺纤维,研究了纤维化学结构和聚集态结构与纤维力学性能的关系,并系统评价了纤维的热性能和抗紫外光辐照性能。结果表明:聚酰亚胺纤维的拉伸强度和初始模量分别达到4.04、130 GPa,这得益于其聚合物分子链沿纤维轴向的高度取向性及分子链间形成的氢键作用;其玻璃化转变温度和热质量损失10%时温度分别为324、587℃,经168 h紫外光辐照后,拉伸强度保持率为92%,具有良好的耐热性和优异的抗紫外光辐照性能。