聚芳砜酰胺(PSA)以其优异的性能,在航空航天、高温过滤、阻燃防护等领域有着广泛的应用前景。目前,对PSA纤维的研究主要集中于纤维成形工艺、纤维结构和性能方面,而对其应用特性以及应用条件下的结构性能变化规律的研究相对缺乏,不利于其应用领域的拓展。为此,我们首先选取了纺程上不同工序段的PSA纤维,分析纤维结构和应用特性的关系,针对研究发现的热拉伸丝和热定型丝结构和性能的显著差异,进一步研究了热定型条件对纤维结构性能的影响,在此基础上,模拟纤维的应用条件,研究在酸性和碱性环境下使用时纤维结构性能变化,为合理确定产品应用领域提供依据。首先,研究了沿纺程上不同工序段的聚芳砜酰胺纤维结构和性能之间的差异,并讨论了应用特性与结构之间的关系。结果发现,只有经过高温拉伸的聚芳砜酰胺纤维才能够形成结晶结构,经过松弛热定型后,结晶度明显增加,结晶结构逐渐完善,有利于提高纤维的断裂强度和初始模量。纤维经过热拉伸后,分子链处于相对伸直的状态,无定形区取向程度高,长周期大,高分子链段活动能力较弱,因此热拉伸丝的断裂伸长率、蠕变伸长率较小;而纤维经过热定型后,非晶部分发生了松弛,取向的大分子链重新卷曲,长周期和无定形区厚度减小,分子间相互作用减弱,链段活动能力增强,导致断裂伸长率和蠕变伸长率增大。针对PSA热拉伸丝断裂强度和断裂伸长率较低的问题,设计了对PSA热拉伸丝的热定型实验,研究热定型工艺对聚芳砜酰胺纤维结构性能的影响。结果发现,纤维的断裂强度、断裂伸长率并不随热定型温度和时间单调增加,并且高热定型温度下得到的纤维在相同条件下弹性回复率低且更易发生蠕变,但热定型时间对纤维的粘弹性没有明显影响。进一步分析了聚芳砜酰胺纤维不同尺度的形态结构变化,合适的热定型温度和热定型时间有利于提高纤维的晶粒尺寸、中间相和晶相分数、以及长周期、无定型取向度,形成完善的结构,与纤维断裂强度和初始模量的最大值相对应,且蠕变保持在较低的水平。最后模拟PSA纤维在用作高温滤料过程中酸性和碱性的腐蚀条件,研究PSA纤维经酸性或碱性溶液处理后的结构性能变化。结果发现,经过酸性或碱性溶液处理后,PSA纤维的力学性能、热稳定性逐渐下降,且纤维表面形态在酸性和碱性处理过程中出现不同的变化。纤维在酸性和碱性条件下分子链受到化学侵蚀发生断裂,从而使分子链间的相互作用变弱,引起中间相含量降低、晶区取向因子、原纤长度下降,取向偏离角增大,造成纤维性能失效。PSA纤维具有良好的耐酸性,可以在酸性腐蚀条件下使用,尤其适用于烟气中酸性气体含量较低的工况环境,但PSA纤维的耐碱性较差,在碱性腐蚀条件下应用时需做好防腐处理。