M5纖維，即聚（2，5-二羟基-1，4-苯撐吡啶并二咪唑），簡稱PIPD，是一種新型液晶芳族雜環聚合物，是一種新型高強度合成纖維。由荷蘭化學公司阿克蘇諾貝爾首先開發，由麥哲倫國際系統公司（Magellan Systems International）在美國生産，麥哲倫公司已被杜邦收購。

材料性能

PIPD纖維的剛棒狀分子結構決定了其具有較高耐熱性、熱穩定性和力學性能。其在空氣中熱分解溫度達到530℃，高于芳綸纖維而接近PBO纖維（聚對苯基丙雙噁唑纖維），極限氧指數LOI大于50％，在燃燒過程中不易産生煙，其阻燃性、耐溶劑、耐磨性也遠優于芳綸。它還具有許多高性能纖維所無法比拟的優良的力學性能和粘合性能。

M5結構示意圖（圖片來源：維基百科）

此外，PIPD大分子鍊上存在着大量的-OH和-NH基團，容易在分子間和分子内形成強烈的氫鍵，即在大分子間和大分子内分别形成了N-H-0和O-H-N的氫鍵結構，這種雙向氫鍵的網絡結構正是M5纖維具有高抗壓縮性能的根本原因。由于PIPD大分子之間可形成氫鍵，所以M5纖維不僅具有類似PBO纖維的優異抗張性能，而且還顯示出優良的抗壓縮性能。

M5抗拉強度可達4GPa。其他芳族聚酰胺或者超高分子量聚乙烯纖維抗拉強度範圍為2.2-3.9 GPa。

并且M5是迄今為止開發的最耐火的有機纖維。它不如碳纖維脆，并且在拉伸時會屈服。

成型工藝

PIPD纖維可由2，3，5，6-四氨基吡啶（2，3，5，6-tertraaminopyridine，TAP）和2，5-二羟基對苯二甲酸（2，5-Dihydroxytereph-thalicacid，DHTA）單體共聚形成，使用的脫水劑為五氧化二磷。經幹-濕法紡絲或濕法紡絲制備可得PIPD纖維。

在PIPD聚合物的制備過程中，其關鍵步驟是單體2，3，5，6-四氨基吡啶（2，3，5，6-tertraaminopyridine，TAP）的合成。TAP可由2，6-二氨基吡啶（2，6diaminopyridine，DAP）經硝化還原後制成。TAP需經鹽酸化處理并以鹽酸鹽形式參與聚合反應。若TAP直接以磷酸鹽的形式參與反應，不但可以避免鹽酸的腐蝕作用，還可以加快聚合反應速度，但TAP的磷酸鹽卻容易被氧化。

另一單體2，5-二羟基對苯二甲酸(2，5-Dihydroxytereph-thalicacid，DHTA)的合成也是制備PIPD聚合物的重要環節，可由2，5-二羟基對苯二甲酸二甲酯（2，5-dihydroxy-1，4-dimeth-yherephthalate，DrTA）水解後制得。

PIPD聚合物與PBO的聚合過程相似，将TAP和DHTA兩種單體按一定的等摩爾比同時加入到聚合介質多聚磷酸(Polyphosphoric acid，PPA)中，先脫除HCI，然後逐漸升溫至180~C，反應24h，即得到PIPD聚合物。

随後對PIPD-AS纖維進行熱處理，聚合物中的水分将逐漸被脫出，變成無水聚合物晶體。去除纖維結構中的水分并使分子間氫鍵 為了産生聚合物，從而提高聚合物的強度，纖維被加熱并暴露在受控的應力下。這使纖維的分子結構排列成更好的抗拉和抗壓強度結構。

市場應用

PIPD纖維是一種比較理想的高性能纖維，作為增強材料可用于制作各種聚合物基纖維複合材料，應用于航空航天、汽車工業。消防防護以及運動器材領域。主要應用包括防火屏障、消防服、防彈材料、電絕緣電梯、軍車外殼等。

作為一種先進複合材料的增強材料，M5纖維具有許多其它有機高性能纖維不具備的特性，使其在許多尖端科研領域具有更加廣闊的應用前景。

1. 美國杜邦公司

美國杜邦公司是一家以科研為基礎的全球性企業，成立于1802年，在全球70個國家經營業務，共有員工79,000多人。2015年，陶氏化學和杜邦美國宣布合并新公司将成為全球僅次于巴斯夫的第二大化工企業。

涉及農業與食品、樓宇與建築、通訊和交通、能源與生物應用科技等衆多領域。

1. 東華大學

東華大學是教育部直屬、國家“211工程”、國家“雙一流”建設高校。學校秉承“崇德博學、砺志尚實”的校訓，不斷開拓奮進，已發展成為以紡織、材料、服裝、設計為優勢，特色鮮明的多科性、高水平大學。

2. 中藍晨光化工研究設計院有限公司

晨光化工研究院，是我國從事高分子新型合成材料的研制和生産的重要基地之一，于1965年由北京、上海、天津、沈陽等地的24個研究院（所）和生産企業内遷組建而成。

中藍晨光化工研究設計院有限公司是中國中化藍星股份公司所屬的科技型企業，主要從事有機矽及特種氟材料、改性塑料及助劑、特種纖維、樹脂及其複合材料的科研生産、工程化研究及EPC、化工專用裝備、分析測試及信息等領域的服務，在國内外都享有較高知名度。

3. 高技術有機纖維四川省重點實驗室

4. 哈爾濱工業大學

目前，PIPD纖維成為繼杜邦公司Kevlar和Nomex之後在彈道、熱和生化個體防護領域的又一重點開發對象。中國對PIPD纖維研發起步稍晚，2002年，東華大學最先發表有關PIPD纖維制備技術、紡絲工藝。纖維性能及相關應用的綜述性文章，目前我國對PIPD纖維的研究仍停留在實驗室階段。

M5纖維特殊的分子結構決定其具有許多高性能纖維所無法比拟的優良的力學性能和粘合性能，使其在高性能纖維增強複合材料領域中具有很強的競争力。與碳纖維相比，M5纖維不僅具有與其相似的力學性能，而且M5纖維還具有碳纖維所不具有的高電阻特性，這使得M5纖維可在碳纖維不太适用的領域發揮作用，如電子行業。由于M5大分子鍊上含有羟基，M5纖維的高極性使其更容易與各種樹脂基體粘接。正是由于M5纖維具有許多其他高性能纖維所無法比拟的性能和更加廣闊的應用前景，使得衆多的科研工作者都積極地緻力于M5纖維的研究。相信在不久的将來，随着對M5纖維研究的進一步深入，作為新一代的有機高性能纖維——M5纖維必将得到更加廣泛的應用。

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