摘要：聚酰亞胺已有四五十年的發(fā)展歷史，隨著其合成技術(shù)和纖維紡絲技術(shù)的不斷提高，聚酰亞胺纖維因耐高溫、耐輻射、強(qiáng)度高等優(yōu)異的性能也逐漸得到了產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用，進(jìn)程在不斷加快。并且，其在環(huán)保消防、國防軍工、建筑建材、航空航天領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。國家發(fā)改委印發(fā)的《增強(qiáng)制造業(yè)核心競爭力三年行動計劃(2018-2020年)》將聚酰亞胺纖維列入重點發(fā)展提升先進(jìn)復(fù)合材料生產(chǎn)及應(yīng)用水平的名單，本文將對聚酰亞胺纖維的應(yīng)用前景進(jìn)行解析。

　　聚酰亞胺纖維具有高強(qiáng)高模、熱穩(wěn)定性好的特性

　　聚酰亞胺纖維是高性能纖維的重要品種之一，它具有高強(qiáng)高模的特性，其拉伸強(qiáng)度超過了Kevlar29 和Kevlar49纖維，初始模量與PBO纖維相當(dāng)，采用干噴濕法紡絲工藝路線生產(chǎn)的聯(lián)苯型聚酰亞胺纖維與其他纖維的性能對比見表1。

表1 聯(lián)苯型聚酰亞胺纖維與其他纖維的性能對比

(來源：精細(xì)化工原料及中間體)

　　另外，聚酰亞胺纖維具有良好的熱穩(wěn)定性，全芳香型聚酰亞胺纖維開始分解溫度在500℃左右;它同時具有很高的耐輻照性能，10¹⁰rad快電子照射后其強(qiáng)度保持率仍為90%，其他纖維材料無法比擬;其極限氧指數(shù)在35～75，發(fā)煙率低。聚酰亞胺纖維與Kevlar49纖維纖維性能比較如表2。

表2 聚酰亞胺纖維與Kevlar49纖維性能

(來源：精細(xì)化工原料及中間體)

　　高溫除塵是聚酰亞胺纖維最重要的應(yīng)用領(lǐng)域但國外壟斷相關(guān)技術(shù)

　　聚酰亞胺纖維在特種紡絲工藝中可獲得不規(guī)則的三葉形截面結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有很高的表面系數(shù)，比圓形截面增加了大概80%的纖維表面積，對過濾效率有很好的提高作用。再加上聚酰亞胺良好的耐酸堿性和耐熱性，高溫除塵成為聚酰亞胺纖維絕佳的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　有業(yè)內(nèi)專家指出：奧地利贏創(chuàng)壟斷了聚酰亞胺纖維過濾材料的全球市場，正是因為其采用特殊工藝生產(chǎn)出不規(guī)則三葉形截面結(jié)構(gòu)。該公司年產(chǎn)1200噸產(chǎn)品，價格昂貴，但在全球市場仍然供不應(yīng)求，每年奧地利贏創(chuàng)配額的200噸產(chǎn)品也無法滿足巨大的國內(nèi)市場需求，目前急需研究開發(fā)可做進(jìn)口替代的聚酰亞胺纖維，來填補(bǔ)國內(nèi)空白。

　　燃煤鍋爐強(qiáng)制性減排措施將拉動聚酰亞胺纖維需求的大幅上漲

　　隨著環(huán)保法規(guī)對燃煤鍋爐排放要求的日益嚴(yán)格，必將帶來除塵設(shè)備及產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)升級，原來的除塵設(shè)備及產(chǎn)品因為價格的問題，大多為低檔產(chǎn)品，使用壽命低，除塵效率低。據(jù)估計，原來我國每年袋式除塵設(shè)備銷售額為300多億元，需要過濾材料1億平米左右。而近些年，市場規(guī)模增長趨勢非常明顯，所以不論從產(chǎn)品迭代還是市場規(guī)模擴(kuò)大的角度來看，聚酰亞胺纖維的需求量會大幅上漲。

　　例如，火電廠的燃煤鍋爐煙氣一般采用的是電除塵，但是因為環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，袋式除塵的應(yīng)用將會迅速增加。保守估計每年濾料用量將達(dá)1750萬平米，纖維用量達(dá)到8800噸，如果除去聚苯硫醚的混紡部分，火電廠對聚酰亞胺纖維的年需求量在1000噸左右。

　　水泥、鋼鐵、冶金行業(yè)的袋式除塵材料缺口巨大

　　水泥行業(yè)目前普遍采用電除塵和玻纖覆膜濾料除塵，而水泥爐窖的煙氣溫度為250℃左右，煙塵排放濃度在20mg/m³，玻纖具有脆性，它很有可能會被聚酰亞胺纖維取代。專家估計，水泥行業(yè)對聚酰亞胺纖維的年需求量在3000噸以上。

　　鋼鐵行業(yè)的袋式除塵材料用量最大，并且技術(shù)相對成熟，目前，大型高爐煤氣袋式除塵發(fā)展迅猛，用干法凈化高爐煤氣采用袋式除塵技術(shù)進(jìn)行傳統(tǒng)方法的替代，即節(jié)能減排又可循環(huán)回收大量寶貴資源。另外，聚酰亞胺纖維能夠滿足鋼鐵行業(yè)超高溫的環(huán)境，所以聚酰亞胺纖維在鋼鐵行業(yè)的需求看漲。

　　有色冶金同樣需要大量袋式除塵設(shè)備及濾料，電解鋁行業(yè)采用煙氣凈化技術(shù)，處理100～300萬立方米風(fēng)量的除塵器的應(yīng)用會變多，銅、鉛、鋅等冶煉爐窯的煙氣凈化采用袋式除塵對高溫濾料的需求也在變大。

　　聚酰亞胺纖維是高溫防護(hù)服的理想材料

　　因為性能優(yōu)異，由聚酰亞胺纖維作成無紡布，制成高溫防護(hù)服隔熱效果好，永久阻燃，穿著舒適，尺寸穩(wěn)定，安全性好，壽命長，是制作防護(hù)服的最理想材料。我國冶金部門每年需要阻燃防護(hù)服5萬套，核工業(yè)、石化、水電等部門每年需要防護(hù)服30萬套，估計每年需要高溫阻燃特種防護(hù)服用纖維300 噸左右。

　　結(jié)語

　　聚酰亞胺纖維具有高強(qiáng)高模、熱穩(wěn)定性好等特性，被認(rèn)為是高性能纖維的重要品種之一。隨著環(huán)保法規(guī)對燃煤鍋爐排放要求的日益嚴(yán)格，燃煤鍋爐強(qiáng)制性減排措施將拉動聚酰亞胺纖維需求的大幅上漲，水泥、鋼鐵、冶金行業(yè)的袋式除塵材料缺口巨大。另外，由聚酰亞胺纖維制成高溫防護(hù)服，被廣泛的應(yīng)用于石化、核工業(yè)、冶金等工業(yè)領(lǐng)域。