聚苯并咪唑纖維全稱為聚-2，2'-間苯撐-5，5'-雙苯并咪唑纖維，簡(jiǎn)稱PBI纖維和托基綸（Togylen）。美國(guó)塞拉尼斯（Celanese）公司于20世紀(jì)60年代中期研制成功，1983年投入工業(yè)化生產(chǎn)，年產(chǎn)量為500噸。它是一種典型的雜環(huán)高分子耐熱纖維，大分子主鏈上含有苯并咪唑撐，它主要作為宇航密封艙耐熱防火材料，由于該纖維吸濕率高達(dá)15%，因此自1983年后，又開(kāi)發(fā)了穿著舒適的高溫防護(hù)服等民用產(chǎn)品。 聚苯并咪唑是由間苯二甲酸二苯酯（DPID）和聯(lián)苯四胺（TAB）縮聚而成，反應(yīng)生成的低分子物苯酚和水以氣泡形成殘留于聚合物中，經(jīng)粉碎后于375-400攝氏度加熱2-3小時(shí)，將低分子物充分蒸出。然后將聚合物溶解在含有少量氯化鋰的二甲基乙酰胺（DMAC）溶劑中配成濃度為20%-30%的紡絲原液，過(guò)濾后經(jīng)噴絲孔擠出，通過(guò)高溫干法紡絲制成的纖維固化后于400-500攝氏度下拉伸，絲束再用2%硫酸-磺酸鹽處理成為穩(wěn)定的PBI結(jié)構(gòu)，磺化后于500攝氏度熱處理，再經(jīng)過(guò)水洗、拉伸、酸洗等一系列處理，最后卷繞成絲筒。 聚苯并咪唑纖維具有一系列特殊的性能，如阻燃性、尺寸熱穩(wěn)定性、高溫下耐化學(xué)穩(wěn)定性及穿著舒適性。現(xiàn)將其主要性能分述如下： 良好的紡織加工性 纖維強(qiáng)度2.8-5.0CN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率超過(guò)棉花一般為10%-15%，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，吸濕高達(dá)15%，手感較好，具有良好的紡織加工性能。 杰出的阻燃性能 該纖維在空氣中氣體釋出的速率極低，是惰性氣體，所以它在空氣中實(shí)際上不燃燒的。其極限氧指數(shù)達(dá)到38-46%，在燃燒時(shí)不熔融，不收縮或很少收縮，并離火后立即自熄。其熔點(diǎn)560攝氏度，在304攝氏度下受熱50小時(shí)，纖維強(qiáng)度仍能保持50%。特別是經(jīng)熱穩(wěn)定化處理的織物，其尺寸熱穩(wěn)定性明顯改善，燃燒時(shí)的收縮率從50%減少到6%。 吸濕性高 該纖維吸濕率可達(dá)13%-15%，通過(guò)酸穩(wěn)定化處理后還能使回潮率進(jìn)一步提高。它的高吸濕性和柔軟的手感使所制成的織物具有良好的穿著舒適性。 良好的染色性 纖維呈金黃色，其化學(xué)結(jié)構(gòu)和形態(tài)結(jié)構(gòu)類似于羊毛，可采用分散染料和酸性染料進(jìn)行染色。由于該纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg很高，約在400攝氏度以上，加之大分子上存在氫鍵，使其自身有強(qiáng)的聯(lián)結(jié)，因此染料擴(kuò)散時(shí)所需的聚合物鏈段的活動(dòng)受到了嚴(yán)格的限制，故必須采用載體染色法。目前廣泛采用的是原液染色法。 熱穩(wěn)定性 在整個(gè)測(cè)量溫度范圍內(nèi)，該纖維初始模量保持常數(shù)，在接近500攝氏度時(shí)，由于氧化交聯(lián)，初始模量開(kāi)始增加。在溫度升高或暴露于光化學(xué)降解的條件下，聚苯并咪唑纖維的使用壽命取決于環(huán)境中的含氧量。在惰性氣體或真空中，即使在350攝氏度下歷經(jīng)300小時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生明顯的老化效應(yīng)。 化學(xué)穩(wěn)定性好 它對(duì)水解作用穩(wěn)定，在149攝氏度及441.9Kpa的蒸汽壓下處理72小時(shí)，纖維的強(qiáng)度幾乎無(wú)損失，纖維浸泡于酸或堿的溶液中強(qiáng)度保持率也很高，因此，它的化學(xué)穩(wěn)定性是極高的。 耐光性較差 該纖維的耐光性能較差。雖然咪唑亞單元在光化學(xué)上是穩(wěn)定的，但在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)，纖維分子對(duì)光具有吸收作用，并可發(fā)生光降解，特別是在氧存在下這種作用急劇增強(qiáng)，這是導(dǎo)致光降解的主要原因。如果在缺少氧的情況下，即使在室外暴露16周后，其強(qiáng)度也不會(huì)下降。聚苯并咪唑纖維主要用于要求纖維阻燃、耐高溫和無(wú)煙、低毒的領(lǐng)域。它的突出的耐熱性能使其在特殊應(yīng)用中成為取代石棉的一種良好材料，有它制成的耐高溫手套在溫度高達(dá)815攝氏度時(shí)的壽命比石棉高2-9倍。該纖維織物可用于制作防護(hù)服（消防服、防高溫工作服、飛行服）和救生用品等，曾經(jīng)用它制作阿波羅號(hào)和空間試驗(yàn)室宇航員的航天服和內(nèi)衣。還可用作宇宙飛船重返地球時(shí)及噴氣飛機(jī)減速用的降落傘、減速器和熱排出氣的儲(chǔ)存器等。