聚酰亚胺纤维标准为产业发展保驾护航

侯春婷++++倪玉婷

2015年11月，由连云港纤维检验所等单位起草，中国纤维检验局全国纤维标准化技术委员会提出申请、组织实施、审定的《聚酰亚胺短纤维》国家标准通过鉴定，这是中国纤维检验局组织制定的第一个化学纤维标准。

该标准的制定经历了怎样的过程？标准的研发创新点在哪里？有哪些重要内容？带着这些问题，本刊记者采访了标准主要起草人、江苏省高性能纤维产品质量监督检验中心质量部长、高级工程师张锦伟，以及标准制定中负责数据验证工作的江苏省高性能纤维产品质量监督检验中心检验部部长胡伟伟和检验部主检梁燕。

新标准迫在眉睫

记者：聚酰亚胺纤维有哪些特殊性能？它的主要用途是什么？

张锦伟：聚酰亚胺纤维（polyimide fiber，简称PI）是“由分子链中含有重复的酰亚胺单元的合成线型大分子的纤维”（注：GB/T 4146.1—2009），是已被制造并应用的三十余种耐高温纤维中的卓越代表，可在较长时间经受高温不软化、低温不脆裂，维持其高强度、高模量、耐腐蚀、耐摩擦、耐辐射、电绝缘性等特性，被应用于航空航天、国防建设、海洋开发等不同领域的特殊场合。在环保领域作为高温滤料应用于火力发电、垃圾焚烧、水泥、钢铁、冶炼、化工等行业的高温烟气治理，随着强制性标准GB 3095—2012《环境空气质量标准》的使用，增加了对PM2.5的监测指标。为了减少有害气体二氧化碳、二噁英等的产生和排放，要求提高焚烧炉的焚烧温度，这样焚烧炉的烟道气的温度也必然提高，对年需2000吨优质滤料用聚酰亚胺纤维的要求更为迫切。

目前，国内生产聚酰亚胺纤维湿法纺丝技术和干法纺丝技术，均实现了产业化，产能已达4000吨/年，约占世界产能的70%。尽管我国在聚酰亚胺纤维的生产创新方面取得了可喜的进展，但聚酰亚胺纤维在不同领域的应用涉及到多个学科、多种专业，国内外的产品标准和检测方法中还没有相应的可评价其品质指标的标准化文件，其产品标准处于空白，大大制约了聚酰亚胺纤维产品的开发和应用推广。因此，制定聚酰亚胺纤维产品标准及相应的检测方法，对突破耐温纤维的发展瓶颈，实现自主开发及产业化，引领材料工业升级换代，促进我国的战略性新兴产业发展，提升国家的综合实力有着深远的意义，也是我国国民经济和国防事业快速发展迫在眉睫的需求。

记者：《聚酰亚胺短纤维》标准大概经历了怎样的过程？

张锦伟：早在2012年以前，江苏省高性能纤维产品质量监督检验中心开始为江苏奥神新材料有限公司编制《聚酰亚胺短纤维》《聚酰亚胺长丝》《干法纺聚酰亚胺纤维丝生产线》等企业标准。2012年开始，江苏省高性能纤维产品质量监督检验中心利用自身“中小企业高性能纤维产业检验检测公共技术服务示范平台”资源优势，承担了2013年度的江苏省质量技术监督局和连云港市科技局 “耐温型聚酰亚胺纤维检验方法的研究”的课题，开展并研发了一套适用性较强的《江苏省高性能耐温纤维检验技术规范》，通过技术改造和能力提升的渠道，完善了对耐温型高性能纤维在-70℃～1300℃热分析检测手段并通过了实验室认证认可机构的复评审。同年，在中国纤维检验局的支持下，江苏省高性能纤维产品质量监督检验中心编制国家标准《聚酰亚胺短纤维》的申请获得国家标准委审批（标准计划号：20132489-T-608），随后开始了两年之久的标准研发之路。

编制申请获批后，在中国纤维检验局、中国化学纤维工业协会和标准归口单位“上海市纺织工业技术监督所”的多次协调下，组成了标准起草工作组，随后工作组开始调研、收集和分析国内外相关数据。2014年11月，形成标准所涉参数的《比对测试方案》。工作组选取了2014—2015年度不同厂家、不同时期的线密度范围在0.89dtex～13.33dtex共计8种规格13组聚酰亚胺样品，对样品进行比对测试，试验数据均在本标准的技术指标范围内。2015年8月，完成标准送审稿；11月，聚酰亚胺纤维通过了由中国化学纤维工业协会组织专家评审，根据评审意见形成了标准报批稿。

标准内容抢先知

记者：能否简单概括一下《聚酰亚胺短纤维》标准的主要内容？

胡伟伟：我把几个要点简单介绍一下。

（1） 在“适用范围”中，标准规定了聚酰亚胺短纤维的术语和定义、产品标记、技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存的要求，并规定该标准适用于名义线密度在0.89dtex～13.33dtex的聚酰亚胺短纤维。其它规格或类型的聚酰亚胺短纤维可以参照使用。

（2）在“术语和定义”中规定：除GB/T 3291.1、GB/T 3291.3、GB/T 4146.1、GB/T 4146.3和GB/T 6425界定的术语和定义适用于本文件之外，另外补充了“断裂强力保持率”和“5%热失重的温度”定义。

（3）在“产品标识”中规定：产品规格以纤维的名义线密度、名义切断长度表示。线密度单位为分特（dtex），长度单位为毫米（mm）。例如：1.67dtex×51mm，其中1.67dtex表示名义线密度、51mm表示名义切断长度。 产品按标识应包含产品规格、产品名称或批号等信息，可以有效区分。

（4）在“产品分等”中规定：产品等级分为优等品和合格品两个等级。

（5）本标准主要技术指标项目的设立，是依据聚酰亚胺短纤维的应用领域和国内、外用户的不同需求，参照相关的国家和行业标准来设立的。

（6）标准设置了10项常规性能项目：“线密度偏差率”“断裂强度”“断裂强力变异系数”“断裂伸长率”“长度偏差率”“超长纤维率”“倍长纤维含量”“疵点含量”“卷曲数”“干热收缩率”。

（7）根据聚酰亚胺短纤维优异的耐高温特性、不燃性、耐紫外辐照、热稳定和耐腐蚀等高品质特性，设置了5个特性项目作为可选项目：“耐热断裂强力保持率”“氧指数”“耐紫外辐射断裂强力保持率”“耐酸断裂强力保持率”和“热失重5%时的温度”，供需双方可根据需要选择使用。

试验方法海纳百川

记者：该标准的研发过程有哪些创新之处？

梁燕：标准起草单位根据目前聚酰亚胺短纤维国内同行业生产企业和用户普遍采用的试验方法，各项技术指标的试验方法均按现行有效的国家、行业标准执行。与其他纤维标准产品标准所不同的是，为了表征聚酰亚胺短纤维在高温滤料等运用中优异的耐高温、耐紫外辐照和耐腐蚀等高品质特性，工作组在查询过目前国内外没有相关试验方法的条件下，根据目前国内同行业生产企业和用户普遍采用的试验方法，经归纳整理，制定了本标准“规范性附录”的“附录A 耐热断裂强力保持率”“ 附录B 耐紫外辐射断裂强力保持率”“ 附录C 耐酸断裂强力保持率”“ 附录D 热失重5%时的温度”，予以执行。

（1）“耐热断裂强力保持率” 的设置：尽管国内现有产品的耐热断裂强力保持率较高，因为目前已有客户将产品用于保温隔热及辐射工况下的绝缘领域，对耐热断裂强力保持率并没有特别高的要求，为促进多品种、低成本化的聚酰亚胺纤维开发，扩大应用领域，遵从生产企业的意愿，“耐热断裂强力保持率”由供需双方协商确定。

（2）“耐酸断裂强力保持率”的设置：聚酰亚胺纤维应用于阻燃防护面料、绝缘材料、工业输送辊筒等耐热材料对耐酸并无特别要求，原稿70%的指标限制了聚酰亚胺纤维新品（尤其是低成本产品）的开发，为促进多品种、低成本化的聚酰亚胺纤维开发，扩大应用领域，工作组协商后对该指标进行了调整，一些特殊领域若有需求可以制定相应的标准。

（3）“热失重5%时的温度”的设置：高温下当聚酰亚胺纤维样品重量损失5%时可能分子量已经下降到无法达到原本理想的性能指标，所以热失重5%时的温度指标特别重要。标准通过热重分析技术的动态质量变化测量方法，测试试样在热失重5%时的温度指标来表征纤维的热稳定性。

标准仍待完善，产业前景向好

记者：《聚酰亚胺短纤维》标准的制定对当前纤维产业的发展有什么样的现实意义？

张锦伟：本标准的制定，将为聚酰亚胺短纤维的生产、使用、贸易三方提供最基本的技术依据，促使生产方正确采用原材料，合理调整生产工艺，完善检测手段，提高产品质量，促进商品流通，维护公平竞争等方面也将发挥重要作用。有利于使用方合理、高效率、低消耗地使用本产品。聚酰亚胺纤维是国家鼓励和支持的新材料产业化发展方向之一，符合国家战略性新兴产业政策，符合《纺织工业调整和振兴规划》，对促进技术进步具有非常重要的现实意义和战略意义，对我国环境保护、劳动防护、特种装备产业的发展起到重要的支撑作用，具有显著的经济和社会效益。

奥地利10年前商品化的P84纤维是国内外市场普遍认可的聚酰亚胺纤维，因其化学结构和横截面形态等因素，在同样的测试条件下，其耐酸液处理断裂强力保持率、耐热强力保持率及热失重5%的温度与我国相同规格的产品相比有着一定差距，如果我们因某项参数的优劣来评价其整个产品的品质，把市场普遍认可的产品排除在我们所制定的标准之外显然是不妥的。P84纤维经10余年应用，已得到市场检验和认可，事实上，在很多应用领域（如服装）根本不需要如此好的耐酸或耐高温等特性。如果把该指标制定得太高，会影响市场的有序竞争，易造成垄断。因此，编制组将此指标调整为具体由供需双方根据需要商定解决。总之，作为我国刚刚上市的新产品，很多指标需要市场和下游客户的使用评价和检验，不宜在国家标准中做苛刻限制。国家标准作为基本门槛，应该鼓励市场的合理竞争和技术不断进步，企业如想走“高端”路线，可以通过制定企业标准，提升自己的竞争力。

（作者单位：江苏省高性能纤维产品质量监督检验中心）