超临界二氧化碳流体中聚酰亚胺纤维的着色增强与力学性能协同调控研究

《Advanced Fiber Materials》：Integration of Color Construction and Mechanical Enhancement of High-Performance Polyimide Fiber in Supercritical Carbon Dioxide Fluid

本研究针对聚酰亚胺纤维分子刚性结构导致的着色难题，创新采用超临界二氧化碳(scCO2)染色技术。来自国内的研究团队通过scCO2流体的独特渗透性实现了染料深度扩散，在获得31.46 mg/g上染率和5级色牢度的同时，利用流体对分子链的优化排列使拉伸强度提升约20%。该绿色工艺为高性能纤维多功能化提供了新范式。

　　

在超临界二氧化碳(scCO₂)流体环境中，研究人员实现了高性能聚酰亚胺纤维的着色构建与力学增强的协同突破。该团队针对聚酰亚胺纤维因分子链刚性结构和固有金黄色泽导致的染色困境，创新性地利用scCO₂流体作为染色介质，充分发挥其卓越的溶解扩散特性，促使染料分子深度渗透至纤维内部。实验结果显示，该方法可获得31.46 mg/g的上染率，色牢度最高达到5级标准。

更为重要的是，scCO₂流体不仅作为染料载体，其溶胀效应与对纤维分子链的优化重排产生协同作用，使纤维拉伸强度显著提升约20%。这种流体诱导的分子链取向重排机制，在实现色彩构建的同时反而增强了材料的机械性能。该技术工艺流程简洁，符合绿色化学理念，为高性能聚合物纤维的多功能化改性提供了新的技术路径。