1. Εισαγωγή στο ΠΙ Ινα

●Ορισμός: Η ίνα ΠΙ, κοινώς γνωστή ως νήμα δδχχχ, η δδχχχ είναι μια κρίσιμη ίνα υψηλής απόδοσης που χαρακτηρίζεται από την παρουσία ομάδων δακτυλίου ιμιδίου στη μοριακή της ραχοκοκαλιά.

●Σύνθεση: Τα κοινά μόρια πολυιμιδίου περιέχουν πολυάριθμους δακτυλίους ιμιδίου, αρωματικούς ή ετεροκυκλικούς δακτυλίους, οι οποίοι προσδίδουν υψηλή αρωματικότητα και ακαμψία.

●Ισχύς: Οι αναφορές δείχνουν ότι Ρώσοι επιστήμονες έχουν παραγάγει ίνες ΠΙ δεύτερες μετά τις ίνες PBO με ισχύ έως και 5,0 GPa.

2. Ιστορικό ανάπτυξης του ΠΙ Ινα

●Δεκαετία 1960: Η DuPont στις ΗΠΑ ξεκίνησε έρευνα για τις ίνες ΠΙ, αλλά παρέμεινε στο εργαστηριακό στάδιο λόγω τεχνολογικών περιορισμών.

●Δεκαετία 1970: Η πρώην Σοβιετική Ένωση ανέφερε στρατιωτικές εφαρμογές ινών ΠΙ, με παραγωγή μικρής κλίμακας για στρατιωτική χρήση.

●Δεκαετία του 1980: Η Αυστρία βιομηχανοποίησε την παραγωγή ινών ΠΙ χρησιμοποιώντας τεχνολογία ξηρής κλώσης, λανσάροντας το προϊόν P84 κυρίως για υλικά φίλτρων υψηλής θερμοκρασίας. Η Γαλλία εισήγαγε αργότερα τις ίνες Kermel με εξαιρετικές ιδιότητες αντοχής στη φλόγα.

●Δεκαετία του 1990: Ρώσοι επιστήμονες ανέπτυξαν ίνα ΠΙ με αντοχή θραύσης 5,0 GPa, προάγοντας σημαντικά την αεροδιαστημική βιομηχανία.

●Αρχές του 21ου αιώνα: Τα κινεζικά πανεπιστήμια και ερευνητικά ιδρύματα έχουν πραγματοποιήσει συστηματικές και ολοκληρωμένες μελέτες για τις ίνες ΠΙ, επιτυγχάνοντας ορισμένα πειραματικά αποτελέσματα.

3. Χαρακτηριστικά απόδοσης ινών ΠΙ

●Μηχανικές ιδιότητες: Η ίνα ΠΙ έχει πυκνότητα περίπου 1,41 g/εκ³. Οι ανθεκτικές στη θερμότητα ίνες ΠΙ έχουν μηχανική αντοχή μεταξύ 0,5—1.0GPa και συντελεστή 10—40GPa; Οι ίνες ΠΙ υψηλής αντοχής και υψηλού συντελεστή έχουν αντοχή εφελκυσμού περίπου 2,5 GPa και μέτρο που υπερβαίνει τα 90 GPa.

●Αντοχή σε θερμότητα και φλόγα: Οι πλήρως αρωματικές ίνες πολυιμιδίου συνήθως αποσυντίθενται πάνω από 500℃, με περιοριστικό δείκτη οξυγόνου έως και 66%. Ωστόσο, η διαδικασία αποσύνθεσης μπορεί να παράγει επιβλαβείς ουσίες όπως το υδροκυάνιο.

●Σταθερότητα σε οξέα και αλκάλια: Οι ίνες ΠΙ είναι σταθερές σε όξινα περιβάλλοντα, διατηρώντας αντοχή 30%-40% μετά από 48 ώρες σε αραιό υδροχλωρικό οξύ 10%. Ωστόσο, υποβαθμίζονται σημαντικά σε αλκαλικές συνθήκες.

●Άλλες ιδιότητες: Οι ίνες ΠΙ παρουσιάζουν καλή αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία και διηλεκτρικές ιδιότητες, με τυπική διηλεκτρική σταθερά γύρω στο 3,4 και απώλεια περίπου 10^(-3).

4. Εφαρμογές ινών ΠΙ

●Τομείς εφαρμογής: Λόγω της εξαιρετικής τους απόδοσης, οι ίνες ΠΙ χρησιμοποιούνται ευρέως στην αεροδιαστημική, την προστασία υψηλής θερμοκρασίας, τα ηλεκτρονικά και άλλα πεδία, ειδικά σε εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας όπως η κατασκευή ανθεκτικών στη θερμότητα γαντιών, πιλημάτων, τυμπάνων, νημάτων, σακουλών φίλτρου, και αφαιρετικά υλικά. Επιπλέον, οι ίνες ΠΙ μπορούν να υφανθούν σε υφάσματα για χρήση σε υλικά δέρματος, επισκευές σωληνώσεων, σύνθετη ενίσχυση, αλεξίσφαιρα υλικά και πολλά άλλα.