1. บทนำเกี่ยวกับเส้นใย PI

●คำจำกัดความ: เส้นใย PI หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า เส้นใยสีทอง (" gold thread) เป็นเส้นใยประสิทธิภาพสูงที่สำคัญ ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการมีหมู่ไอไมด์ (imide ring groups) อยู่ในโครงสร้างโมเลกุล

●องค์ประกอบ: โมเลกุลของโพลิอิไมด์ทั่วไปประกอบด้วยวงแหวนอิไมด์ วงแหวนอะโรมาติก หรือวงแหวนเฮเทอโรไซคลิกจำนวนมาก ซึ่งทำให้มีคุณสมบัติความเป็นอะโรมาติกและความแข็งแกร่งสูง

●ความแข็งแรง: รายงานระบุว่านักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียได้ผลิตเส้นใย PI ที่มีความแข็งแรงสูงเป็นอันดับสองรองจากเส้นใย PBO โดยมีความแข็งแรงสูงถึง 5.0 GPa

2. ประวัติการพัฒนาของ PI Fiber

●ทศวรรษ 1960: บริษัท DuPont ในสหรัฐอเมริกาเริ่มทำการวิจัยเกี่ยวกับเส้นใย PI แต่การวิจัยยังคงอยู่ในขั้นห้องปฏิบัติการเนื่องจากข้อจำกัดทางเทคโนโลยี

●ทศวรรษ 1970: อดีตสหภาพโซเวียตรายงานการประยุกต์ใช้เส้นใย PI ในทางการทหาร โดยมีการผลิตในปริมาณน้อยเพื่อใช้ในทางการทหาร

●ทศวรรษ 1980: ออสเตรียได้พัฒนาการผลิตเส้นใย PI ในระดับอุตสาหกรรมโดยใช้เทคโนโลยีการปั่นแบบแห้ง และเปิดตัวผลิตภัณฑ์ P84 ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับวัสดุกรองที่อุณหภูมิสูง ต่อมาฝรั่งเศสได้นำเส้นใย Kermel ที่มีคุณสมบัติทนไฟได้ดีเยี่ยมมาใช้

●ทศวรรษ 1990: นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียพัฒนาเส้นใย PI ที่มีความแข็งแรงในการรับแรงดึง 5.0 GPa ซึ่งช่วยพัฒนาอุตสาหกรรมการบินและอวกาศอย่างมาก

●ต้นศตวรรษที่ 21: มหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัยของจีนได้ทำการศึกษาเส้นใย PI อย่างเป็นระบบและครอบคลุม และได้ผลลัพธ์จากการทดลองบางประการ

3. คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพของเส้นใย PI

●คุณสมบัติทางกล: เส้นใย PI มีความหนาแน่นประมาณ 1.41 กรัม/ซม³³เส้นใย PI ที่ทนความร้อนมีความแข็งแรงเชิงกลระหว่าง 0.5—1.0 GPa และโมดูลัส 10—เส้นใย PI ที่มีความแข็งแรงสูงและโมดูลัสสูง มีความแข็งแรงดึงประมาณ 2.5 GPa และโมดูลัสเกิน 90 GPa

●ความทนทานต่อความร้อนและเปลวไฟ: เส้นใยโพลีอิไมด์อะโรมาติกโดยสมบูรณ์มักจะสลายตัวที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 องศาเซลเซียส℃โดยมีดัชนีออกซิเจนจำกัดสูงสุดถึง 66% อย่างไรก็ตาม กระบวนการสลายตัวอาจก่อให้เกิดสารที่เป็นอันตราย เช่น ไฮโดรเจนไซยาไนด์

●ความเสถียรต่อกรดและด่าง: เส้นใย PI มีความเสถียรในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด โดยยังคงความแข็งแรงไว้ได้ 30%-40% หลังจากแช่ในกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง 10% เป็นเวลา 48 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม เส้นใยจะเสื่อมสภาพอย่างมากในสภาวะที่เป็นด่าง

●คุณสมบัติอื่นๆ: เส้นใย PI มีความต้านทานต่อรังสี UV ที่ดีและมีคุณสมบัติทางไดอิเล็กตริกที่ดี โดยมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 3.4 และการสูญเสียประมาณ 10^(-3)

4. การประยุกต์ใช้งานของเส้นใย PI

●ขอบเขตการใช้งาน: เนื่องจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม เส้นใย PI จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การป้องกันอุณหภูมิสูง อิเล็กทรอนิกส์ และสาขาอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่อุณหภูมิสูง เช่น การผลิตถุงมือกันความร้อน ผ้าสักหลาด ถัง เส้นด้าย ถุงกรอง และวัสดุที่ทนต่อการระเหย นอกจากนี้ เส้นใย PI ยังสามารถทอเป็นผ้าเพื่อใช้ในวัสดุสำหรับผิวหนัง การซ่อมแซมท่อ การเสริมแรงวัสดุคอมโพสิต วัสดุกันกระสุน และอื่นๆ อีกมากมาย