题目：聚酰亚胺多孔纤维的制备

 

多孔材料是一类包含大量孔隙的材料。大量孔隙结构的存在，使得其相对于致密材料来说，具有相对密度低、比表面积高、质量轻、隔热、隔音、缓冲、减震、渗透性好、阻尼性能好和吸附性能优异等特点，聚酰亚胺因具有较好的机械性能、较低的热膨胀系数以及低温稳定等特点而被广泛应用于各领域。本文探讨了制备多孔聚酰亚胺纤维和多孔聚酰亚胺薄膜的方法，以期将聚酰亚胺与多孔材料的优异性能结合起来获得一种轻质高强隔热材料。

本文用聚酰胺酸作为纺丝原液，经湿法纺丝后亚胺化得到聚酰亚胺多孔纤维。实验中发现凝固浴组成对聚酰亚胺纤维的孔结构有很大的影响，通过改变凝固浴组成可以制备出具有微米/纳米以及均匀纳米孔结构的纤维。实验探究表明，纤维的孔结构对纤维的力学性能有很大的影响，当孔结构为均匀纳米孔时，可得到较优的纤维力学性能：最大值应力487 MPa、断裂点应变19.45%、弹性模量6.44 GPa。

通过用聚酰胺酸作为成膜原液，经流延法成膜后将其在不同的凝固浴中固化待自然干燥后热亚胺化处理即可得到聚酰亚胺多孔薄膜。研究发现凝固浴的组成对聚酰亚胺薄膜的孔结构有很大的影响，通过改变凝固浴组成可以制备出具有微米/纳米以及均匀纳米孔结构的薄膜。薄膜的孔结构对薄膜的力学性能有很大的影响，均匀纳米孔结构更有利于薄膜力学性能的提高。实验表明，随着凝固浴中乙醇含量的增加，薄膜的强度呈现先增大后减小的趋势，强度最大可达109 MPa。另外，实验研究发现不同凝固浴配比同样影响薄膜导热系数的大小，实验获得的隔热能力最优的薄膜导热系数为0.019 W/(m•k)。

通过将多孔聚酰亚胺纤维和多孔聚酰亚胺薄膜炭化可以分别得到具有发达孔结构和高比表面积的的炭纤维和炭膜。