纺织学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (05): 14-19.doi: 10.13475/j.fzxb.20170601506

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高性能聚酰亚胺纤维及其可织造性能

  

  • 收稿日期:2017-06-05 修回日期:2017-12-27 出版日期:2018-05-15 发布日期:2018-05-10

High-performance polyimide fiber and its weavability

  • Received:2017-06-05 Revised:2017-12-27 Online:2018-05-15 Published:2018-05-10

摘要:

为推进高性能聚酰亚胺纤维在纺织材料领域的应用发展,分析了5 种商业化聚酰亚胺纤维的微观结构和力学性能,并通过全自动剑杆小样织机对其可织造性能进行了研究。借助红外光谱仪、X 射线衍射仪、扫描电子显微镜、纤维强伸度仪和纱线抱合力机对纤维的结构和性能进行表征。结果表明:5 种聚酰亚胺纤维中强度及模量最高纤维的亚胺化程度为97.26%,结晶度为19.27%,取向度为0.92,以上结构参数赋予其优异的力学性能,其强度和模量分别为2 239.24 MPa 和56.62 GPa,但伸长率较小,仅为4.03%;该纤维表面光滑、致密、具有明显的原纤结构,但耐磨性差,对其织造性能和织物表观形貌具有一定影响。

关键词: 聚酰亚胺纤维, 微观结构, 力学性能, 织造性能

Abstract:

In order to develop applications of textile structure materials based on high-performance polyimide (PI) fibers, the microstructure and mechanical properties of five commercial PI fibers were analyzed. The weavability was studied by automatic rapier sample loom.  The microstructure and properties of PI fibers were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy,  X-ray diffraction, scanning electron microscopy, the tensile testing machine and the yarn hugging testing machine, respectively. The results show that the imide degree of the high-performance PI fiber with the highest strength and modulus is up to 97.26 %, crystallinity is 19.27 % and  orientation degree is 0.92, which determine the excellent mechanical properties of PI fiber. The strength is 2 239.24 MPa and the modulus is 56.62 GPa, but the elongation rate at break is only 4.03 %. Moreover, the PI fiber has the smooth surface, dense microstructure and obvious fibrillar feature, but its abrasion resistance is very poor, which difficult itsweavbility and surface morphology of textile fabrics.

Key words: polyimide fiber, microstructure, mechanical proprty, weavability

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