1. Introduzione alla fibra PI

●Definizione: La fibra PI, colloquialmente nota come filo d'oro, è una fibra essenziale ad alte prestazioni caratterizzata dalla presenza di gruppi ad anello immidico nella sua struttura molecolare.

●Composizione: le molecole comuni di poliimmide contengono numerosi anelli immidici, anelli aromatici o eterociclici, che conferiscono elevata aromaticità e rigidità.

●Resistenza: alcuni resoconti indicano che gli scienziati russi hanno prodotto una fibra PI seconda solo alla fibra PBO, con una resistenza fino a 5,0 GPa.

2. Cronologia dello sviluppo della fibra PI

●Anni '60: la DuPont negli Stati Uniti avvia la ricerca sulla fibra PI, ma questa rimane a livello di laboratorio a causa di limitazioni tecnologiche.

●Anni '70: l'ex Unione Sovietica segnala applicazioni militari della fibra PI, con una produzione su piccola scala per uso militare.

●Anni '80: l'Austria ha industrializzato la produzione di fibre PI utilizzando la tecnologia di filatura a secco, lanciando il prodotto P84 principalmente per materiali filtranti ad alta temperatura. Successivamente, la Francia ha introdotto la fibra Kermel con eccellenti proprietà ignifughe.

●Anni '90: gli scienziati russi sviluppano la fibra PI con una resistenza alla rottura di 5,0 GPa, contribuendo notevolmente ai progressi dell'industria aerospaziale.

●Inizio del XXI secolo: le università e gli istituti di ricerca cinesi hanno condotto studi sistematici e approfonditi sulla fibra PI, ottenendo determinati risultati sperimentali.

3. Caratteristiche prestazionali della fibra PI

●Proprietà meccaniche: la fibra PI ha una densità di circa 1,41 g/cm³Le fibre PI resistenti al calore hanno una resistenza meccanica compresa tra 0,5—1,0 GPa e un modulo di 10—40 GPa; le fibre PI ad alta resistenza e alto modulo hanno una resistenza alla trazione di circa 2,5 GPa e un modulo superiore a 90 GPa.

●Resistenza termica e alla fiamma: le fibre di poliimmide completamente aromatiche si decompongono in genere a oltre 500℃, con un indice limite di ossigeno fino al 66%. Tuttavia, il processo di decomposizione può produrre sostanze nocive come l'acido cianidrico.

●Stabilità agli acidi e agli alcali: le fibre PI sono stabili in ambienti acidi, mantenendo il 30%-40% di resistenza dopo 48 ore in acido cloridrico diluito al 10%; tuttavia, si degradano significativamente in condizioni alcaline.

●Altre proprietà: le fibre PI presentano una buona resistenza alle radiazioni UV e buone proprietà dielettriche, con una costante dielettrica tipica di circa 3,4 e una perdita di circa 10^(-3).

4. Applicazioni della fibra PI

●Aree di applicazione: Grazie alle loro eccellenti prestazioni, le fibre PI sono ampiamente utilizzate in campo aerospaziale, nella protezione ad alta temperatura, nell'elettronica e in altri campi, in particolare in applicazioni ad alta temperatura come la produzione di guanti resistenti al calore, feltri, tamburi, filati, sacchetti filtranti e materiali ablativi. Inoltre, le fibre PI possono essere intrecciate in tessuti per l'uso in materiali per la pelle, riparazioni di condotte, rinforzi compositi, materiali antiproiettile e altro ancora.