高強高模纖維

高強高模纖維第1頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四關(guān)于高強高模纖維高強高纖維目前尚無確切的定義強度：>2GPa模量：>50GPa

第2頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四主要的高強高模纖維碳纖維芳綸纖維高強高模聚乙烯纖維其它纖維第3頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四工業(yè)化高強纖維及性能第4頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四碳纖維按用途分：作燒蝕材料（主要為粘膠基碳纖維）作結(jié)構(gòu)材料（主要為聚丙烯腈基碳纖維和瀝青基碳纖維）第5頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四高強聚乙烯醇（PVA）纖維高分子量原料，采用凍膠紡絲，超拉伸技術(shù)濕紡加硼交聯(lián)技術(shù)第6頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四Poly-p-phenylenebenzobisthiazole

（PBO）纖維強度、模量比芳綸高出近一倍中文名：聚對苯撐苯并雙口惡唑，是一種雜環(huán)芳香族的聚酰胺（分子式見下圖）高端PBO纖維產(chǎn)品的強度為5.8GPa，模量180GPa，在現(xiàn)有的化學(xué)纖維中最高；耐熱溫度達到600℃，極限氧指數(shù)68，在火焰中不燃燒、不收縮，耐熱性和難燃性高于其它任何一種有機纖維。主要用于耐熱產(chǎn)業(yè)紡織品和纖維增強材料。第7頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四PBO的合成PBO是由4，6—二氨基苯酚鹽酸鹽(二氨基間苯二酚鹽酸鹽)與對苯二甲酸以多磷酸(PPA)為溶劑進行溶液縮聚而制得，也可利用P2O5脫水進行縮聚，PPA既是溶劑，也是縮聚催化劑。第8頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四PBO纖維與其他高性能纖維的比較性能指標(biāo)斷裂強度模量斷裂伸長率密度回潮率LOI裂解溫度纖維品種N/texGPa%g/cm3%℃zylonHM3.72802.51.560.668650zylonAS3.71803.51.54268650對位芳族聚酰胺1.951092.41.454.529550同位芳族聚酰胺0.4717221.384.529400鋼纖維0.352001.47.800--碳纖維2.052301.51.76---高模量聚酯3.571103.50.96016.5150聚苯并咪唑(PBI)0.285.6301.401.541550第9頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四PBO纖維的卓越性能耐熱性和抗燃性，特別是PBO纖維的強度不僅超過鋼纖維，而且可凌駕于碳纖維之上。此外，PBO纖維的耐沖擊性、耐摩擦性和尺寸穩(wěn)定性均很優(yōu)異，并且質(zhì)輕而柔軟，是極其理想的紡織原料。PBO作為21世紀(jì)超性能纖維，具有十分優(yōu)異的物理機械性能和化學(xué)性能，其強力、模量為Kevlar(凱夫拉)纖維的2倍并兼有間位芳綸耐熱阻燃的性能，而且物理化學(xué)性能完全超過迄今在高性能纖維領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的Kevlar纖維。一根直徑為1毫米的PBO細絲可吊起450千克的重量，其強度是鋼絲纖維的10倍以上。第10頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四PBO纖維-應(yīng)用長絲的應(yīng)用，可用于輪胎、膠帶(運輸帶)、膠管等橡膠制品的補強材料；各種塑料和混凝土等的補強材料；彈道導(dǎo)彈和復(fù)合材料的增強組分；纖維光纜的受拉件和光纜的保護膜；電熱線、耳機線等各種軟線的增強纖維；繩索和纜繩等高拉力材料；高溫過濾用耐熱過濾材料；導(dǎo)彈和子彈的防護設(shè)備、防彈背心、防彈頭盔和高性能航行服；網(wǎng)球、快艇、賽艇等體育器材；高級擴音器振動板、新型通訊用材料；航空航天用材料等。短切纖和和漿粕的應(yīng)用，可用于摩擦材料和密封墊片用補強纖維；各種樹脂、塑料的增強材料等。紗線的應(yīng)用，可用于消防服；爐前工作服、焊接工作服等處理熔融金屬現(xiàn)場用的耐熱工作服；防切傷的保護服、安全手套和安全鞋；賽車服、騎手服；各種運動服和活動性運動裝備；Carrace飛行員服；防割破裝備等。短纖維的應(yīng)用，主要用于鋁材擠壓加工等用的耐熱緩沖墊氈；高溫過濾用耐熱過濾材料；熱防護皮帶等。

第11頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四芳綸纖維聚對苯二甲酰對苯二胺通過液晶紡絲方法制成分子鏈伸直平行排列結(jié)晶度很高第12頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四芳綸的主要用途復(fù)合材料增強防彈材料光纜、電纜加強材料其他特殊用途第13頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四芳綸生產(chǎn)銷售現(xiàn)狀已有30年的工業(yè)化歷史主要生產(chǎn)國：美國，日本，荷蘭目前世界市場供不應(yīng)求第14頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四我國芳綸發(fā)展的情況我國開發(fā)芳綸已有20年東華大學(xué)是最早參與研究的單位之一，有自主的知識產(chǎn)權(quán)目前準(zhǔn)備開發(fā)芳綸紙第15頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四高強高模PE纖維原料：分子量150-600萬采用凍膠紡絲，超拉伸技術(shù)纖維具有部分伸直鏈結(jié)構(gòu)第16頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四凍膠紡絲主流程紡絲

溶解脫泡擠出成型凝固凍膠絲絡(luò)筒拉伸

集束萃取干燥超倍拉伸卷繞第17頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四PE凍膠紡溶劑及萃取劑主要溶劑

十氫萘，煤油，白油，礦物油主要萃取劑

汽油，低聚烴，鹵代烴，苯及其衍生物第18頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四PE凍膠紡工藝關(guān)鍵濃度：3%-10%采用雙螺桿幫助溶解和脫泡用特殊的凝固浴解決并絲問題分多級達到40倍以上拉伸溶劑及萃取劑回收分離第19頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四高強PE的工業(yè)生產(chǎn)主要生產(chǎn)國：

荷蘭，美國，日本，中國產(chǎn)量：目前約4000噸/年，供不應(yīng)求第20頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四0°層90°層防彈UD是無緯復(fù)合材料第21頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四UD的組成熱熔PE層UD0°,90°UD0°,90°

熱熔PE層面密度：145g/m2

第22頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四UD截面掃描電鏡照片第23頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四我國高強PE技術(shù)的特征采用白油或礦物油凝固浴采用獨特的配方，解決了并絲問題各生產(chǎn)廠有自己的知識產(chǎn)權(quán)所有的生產(chǎn)廠，技術(shù)均由東華大學(xué)化纖研究所提供第24頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四國產(chǎn)和進口PE纖維性能比較第25頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四國產(chǎn)和進口纖維截面SEM照片第26頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四存在的問題和今后的工作進一步提高國產(chǎn)高強PE的強度和均勻性研究提高纖維抗蠕變能力的技術(shù)提高纖維的使用溫度進一步降低單絲