芳綸纖維課件

芳綸纖維123芳綸的簡介芳綸的分類主要的產(chǎn)品及其制備4芳綸的應(yīng)用5研究方向芳綸纖維

芳綸全稱為"芳香族聚酰胺纖維",是一種新型高科技合成纖維，誕生于20世紀60年代末。有很多品種，如Aramidfiber（帝人芳綸的商品名為Twaron，杜邦公司的商品名為Kevlar），芳綸纖維主要分為對位芳酞胺纖維(芳綸1414)和間位芳酞胺纖維(芳綸1313)。冷戰(zhàn)結(jié)束后，芳綸作為高技術(shù)含量的纖維材料大量用于民用領(lǐng)域。

自從石棉被公認為是一種強致癌物質(zhì)以來，世界許多發(fā)達國家已開始禁用石棉及其制品。美國、日本等國先后研制成功各種系列的非石棉墊片材料，產(chǎn)品現(xiàn)已推向全世界市場。隨著與國際大環(huán)境的不斷接軌。非石棉密封材料正為國內(nèi)各工業(yè)部門認可和接收。出于環(huán)保和安全生產(chǎn)的考慮，非石棉墊片的工業(yè)應(yīng)用將會越來越廣。

通常將以非石棉纖維為增強材料、以橡膠為彈性基體的密封墊片稱為非石棉纖維橡膠墊片，或稱為無石棉墊片、代石棉墊片。其主要增強材料為代石棉纖維、無機纖維、碳/石墨纖維等。生產(chǎn)背景特點

超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能,其強度是鋼絲的5～6倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的2～3倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量僅為鋼絲的1/5左右，在560度的溫度下，不分解，不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能，具有很長的生命周期。分類根據(jù)結(jié)構(gòu)劃分，分為對位芳綸和間位芳綸、鄰位芳綸。也是根據(jù)結(jié)構(gòu)劃分，如對位就是苯環(huán)上的14位置，間位就是苯環(huán)上的13位置，如芳綸14的就是對氨基苯甲酸苯環(huán)上1、4位置的連接，芳綸1414就是前面所說的對位芳綸，芳綸1313就是前面所說的間位芳綸。根據(jù)聚合單體的種數(shù)，如前面所說的芳綸14又叫芳綸I型，芳綸1414和芳綸1313又叫芳綸II型。當在對苯二甲酸和對苯二胺、間苯二甲酸和間苯二胺等常見結(jié)構(gòu)加入第三單元單體如4，4’-二氨基二苯醚、5（6）-胺基-2-（4-胺基苯基）苯并咪唑等得到的芳綸可稱為芳綸III型。當?shù)谌龁卧獑误w為雜環(huán)結(jié)構(gòu)時，人們還常稱之為雜環(huán)芳綸主要品種芳綸1414（PPTA纖維）全稱：聚對苯二甲酰對苯二胺纖維分子結(jié)構(gòu)式：合成：由對苯二甲酰氯與對苯二胺縮聚而成QGF－02防彈頭盔（采用我國自行研制的芳綸纖維制造的）突出特點：

耐高溫性能好，高溫下的強度保持率好、抗氧化性、耐水性良好等，主要用作耐高溫材料。缺點：強度、模量低。用途：耐高溫防護服、消防服和軍服等。

PPTA的溶解性：

只溶于少數(shù)強酸性溶劑中，如濃硫酸、氯磺酸和氟代醋酸等。從工業(yè)上考慮，選擇濃硫酸作PPTA的溶劑比較適合，濃度為99％－100％的濃硫酸對PPTA的溶解性最好。Kevlar纖維的制備方法：

Kevlar纖維成型技術(shù)是典型的由剛性鏈聚合物形成液晶性紡絲溶液，采用杜邦公司發(fā)明的干噴濕紡的液晶紡絲方法，制取高強度高模量纖維。

間位芳族聚酸胺(PMIA)的聚合主要采用低溫聚合、界面聚合、乳液聚合、氣相聚合等方法。

芳綸1313纖維可以采用干法、溫法或干噴濕紡等方法制備。

美國DuPont公司的工藝流程是:溶液聚合→中和→干法紡絲→水洗→拉伸→熱處理。

日本Teijin公司的工藝流程是:界面聚合→聚合物分離→聚合物溶解→濕法紡絲→水洗→拉伸→熱處理。芳綸1313的制備(1)先進復合材料:用于航空航天、艦船、汽車工業(yè)等；(2)防彈制品:硬質(zhì)防彈裝甲板、軟質(zhì)防彈背心；(3)纜繩；(4)基礎(chǔ)設(shè)施和建材:芳綸增強混凝土、芳綸增強木材；(5)子午胎、傳送帶；(6)應(yīng)用于特種防護服裝；(7)體育運動器材；(8)電子設(shè)備。應(yīng)用領(lǐng)域芳綸的阻燃布防彈衣芳綸制的繩輪胎航空航天和軍需工業(yè)上的應(yīng)用

芳綸可用于制作大型飛機的二次結(jié)構(gòu)材料，如機艙門、窗、機翼、整流罩體表面等，也可制作機內(nèi)天花板、艙壁等，可減輕其質(zhì)量。芳綸復合材料可制造導彈的固體火箭發(fā)動機殼、壓力容器、宇宙飛船駕駛艙、潛艇、防彈裝甲車、防彈運鈔車、防彈板、防彈頭盔、防彈衣等。法國飛機上用的芳綸復合材料芳綸在橡膠工業(yè)上的應(yīng)用

芳綸在橡膠行業(yè)中的用量較大，占芳綸總消耗量的20%。以芳綸制成的簾子布、線繩、紗線、帆布、整體帶芯、直經(jīng)直緯織物等被用作輪胎、動力傳動膠帶、物料輸送膠帶、膠管的骨架材料。芳綸短纖維被摻用到輪胎胎面等部件膠料和V帶底膠膠料中起補強作用。芳綸甚至可與樹脂結(jié)合取代鋼絲制成輪胎胎圈，大大減輕輪胎的質(zhì)量。以芳綸為骨架材料的其他橡膠制品也很多，如工業(yè)膠管、汽車膠管和膠帶等。無石棉芳綸橡膠墊片在涂覆織物制品和紡織業(yè)上的應(yīng)用

采用芳綸制作的涂覆織物的強力和撕裂強度比傳統(tǒng)尼龍和聚酯等膠布材料至少高出2倍，伸長率小得多，且制成品的質(zhì)量和厚度有所降低，其耐刺扎、抗紫外線和阻燃性能好。唯一的缺點是屈撓性能不及其它有機纖維，但可以通過調(diào)整織物結(jié)構(gòu)得以改善。芳綸制的阻燃布在信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用

由于IT技術(shù)的發(fā)展，光纖鋪設(shè)量猛增，全球光纖總長度2001年為1.6億km，到2003年增至2.0億km。對位芳綸可用作光纜中的“張力構(gòu)件（Fensionmember）”（或稱芯捍），有了這種具有高模量性能的張力構(gòu)件，可保護細小而脆弱的光纖在受到拉力時不致伸長，從而不使光傳輸性能受到損害。

目前用于此張力構(gòu)件的對位芳綸約3000～4000t，據(jù)業(yè)者預(yù)測，其實際短缺量約4000～5000t。光纖增強用芳綸在2000～2001年成指數(shù)增長