芳纶纤维的研究现状及其发展Word格式.docx

芳纶纤维的研究现状及其发展Word格式.docx

《芳纶纤维的研究现状及其发展Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《芳纶纤维的研究现状及其发展Word格式.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

多年来，我国一直致力于高性能芳纶国产化、规模化的技术开发。

芳纶纤维是综合性能优异，性价比理想的有机耐高温纤维，在先进复合材料、防弹制品、建材、特种防护服装、电子设备等领域具有广阔的应用前景。

芳纶纤维产业将迎来大发展，将成为世界上应用量最大、用途最广的高性能纤维。

关键词：

芳纶，生产工艺，市场分析，前景

ThePresentSituationandTheOutlookofAramidFiber

ABSTRACT

Aromaticpolyamidefiberisofaramidfibercollectively,foreigngoodsbrandcalledkayfulla（Kevlar）fiber,ourcountrynamedaramidfiber.

Aromaticpolyamidefibertheearliestdevelopmentintheearly1960s,in1962theUnitedStatesduponttakestheleadindevelopingacommodity,called"

Nomex"

betweenaaramid,andin1967startedtoindustrialproduction;

1966yearsanddevelopedthegoods,called"

Kevlar"

highperformanceofaramid,andin1971startedtoindustrialproduction.Nowengagedintheproductionofaramid1414globalmanufacturermainlyAmericandupont（Kevlar）,Japaneseemperorpeoplemale（Twaron,Technora）,Russia（Pycap）heat.

Thedevelopmentofaromaticpolyamidefiberinourcountrythedevelopmentbeganinthe1970s.Sincethe1980s,ChinaisstillthearamidI（aramid14）andaramidⅢ（anewtypeofaromaticpolyamidefiber）,butonlyforsmallandpilotphase,failedtorealizelarge-scaleproduction.Formanyyears,ourcountryhasbeencommittedtothelocalizationofhighperformance,largescalearamidfibertechnologydevelopment.

Aramidfiberisvarietyperformanceisexcellent,priceidealorganichightemperatureresistantfiber,inadvancedcompositematerials,bulletproofproducts,buildingmaterials,specialprotectiveclothing,electronicequipmentetchaswideapplicationprospects.Aramidfiberindustrywillhavebigdevelopment,willbecometheworld'

slargestapplication,useisthemostextensivehighperformancefibers.

KEYWORDS:

Aramid,Productionprocess,Marketanalysis,Prospects

目　　录

前言

芳纶是芳香族聚酰胺类纤维的通称。

它的全称是芳香族聚酰胺纤维。

1974年，美国贸易联合会（U.S，FederalTradeCommission，FTC）将它们命名为“aramidfibers”，我国称为芳纶。

20世纪60年代初，美国杜邦公司首先开发出具有优良热稳定性的间位芳纶HF-1，即Nomex纤维；

1966年，公司又生产出了对位芳纶即Kevlar纤维；

1972年日本帝人公司生产出对位芳纶Conex纤维；

1986年荷兰Akzo公司生产出Twaron纤维；

1987年日本帝人公司生产出Technora纤维。

我国于1972年开始进行芳纶的研制工作，并于1981年通过芳纶1313的鉴定,1985年又通过芳纶1414的鉴定，它们分别相当于美国杜邦公司的Kevlar-29和Kevlar-49。

近年来芳纶在我国的研究进展越来越快，并不断取得重大突破。

芳纶作为一种新型的高性能纤维，其杰出的物理化学性能越来越受到重视，2007年3月，上海艾麦达纤维科技有限公司和常熟市贝斯特皮革有限公司的“100t／a对位芳纶聚合体制备试研究”项目通过了鉴定，对位芳纶聚合体制备技术正是生产芳纶纤维的关键技术，有了它，对位芳纶的产业化就迈出了关键的一步。

芳纶是一种高强度、高模量、低密度和耐磨性好的有机合成的高科技纤维。

由于芳纶其独特的物理性能和化学性能，使得其广泛用于国防、航空、航天、造船、体育器材、汽车、建筑等工业，例如：

在建筑业可以作增强混凝土构件；

汽车业可替代石棉来制造刹车片、离合器、整流器等，以降低石棉对环境及人体健康的伤害；

还可以用来制作防护服装，如宇航服、消防服等；

耐热制品如芳纶增强的橡胶传送带；

以及高性能的绳索等[1]。

第1章绪论

1.1芳纶纤维的概述

1.1.1芳纶纤维的定义

芳纶纤维是芳香族聚酰胺类纤维的统称，国外商品牌号叫做凯芙拉纤维，我国命名为芳纶纤维。

1.1.2芳纶纤维的分类

芳纶纤维按分子结构可分为三种类型：

对位芳香族聚酰胺纤维，间位芳香族聚酰胺纤维，芳香族聚酰胺共聚纤维。

其中对位芳香族聚酰胺纤维又分为聚对苯酰胺（聚对氨基苯甲酰）纤维、聚苯二甲酰胺对苯二胺纤维，间位苯二甲酰间苯二胺纤维分为聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、聚N,N-间苯双-（间苯甲酰胺）对苯二甲酰胺纤维[2]。

1.2芳纶纤维的特点

1.良好的机械特性　　

间位芳纶是一种柔性高分子，断裂强度高于普通涤纶、棉、尼龙等，伸长率较大、手感柔软、可纺性好，可生产成不同纤度、长度的短纤维和长丝，在一般纺织机械制成不同纱支织成面料、无纺布，经过后整理，满足不同领域的防护服装的要求。

2.优异的阻燃、耐热性能　　

间位芳纶的极限氧指数（LOI）28，因此当它离开火焰时不会继续燃烧。

间位芳纶的阻燃特性是由其自身化学结构所决定的，因而是一种永久阻燃纤维，不会因使用时间和洗涤次数降低或丧失阻燃性能。

间位芳纶具有很好的热稳定性，在205℃的条件下可以连续使用，在大于205℃高温条件下仍能保持较高的强力。

间位芳纶具有较高的分解温度，而且在高温条件下不会熔融、融滴，当温度大于370℃时才开始炭化。

3.稳定的化学性质　　

除强酸与强碱以外，芳纶几乎不受有机溶剂、油类的影响。

芳纶的湿强度几乎与干强度相等。

对饱和水蒸气的稳定性，比其他有机纤维好。

芳纶对紫外线是比较敏感的。

若长期裸露在阳光下，其强度损失很大，因此应加保护层。

这种保护层必须能阻挡紫外光对芳纶骨架的损害。

4.耐辐射性　　

间位芳纶的耐辐射性能十分优异。

例如在1.72×

108rad/s的r射线的照射下，强度仍能保持不变。

5.耐久性　　

间位芳纶优良的耐摩擦和耐化学品性能，经过100次洗涤后，用间位芳纶加工的布料撕破强力仍可以达到原强力的85%以上。

对位芳纶的耐温性能要高于间位芳纶，连续使用温度范围为-196℃～204℃，在560℃高温下不分解、不熔化。

对位芳纶最显著的特性是高强度、高模量，其强度大于25克/旦，是优质钢材的5～6倍、玻纤的3倍、高强尼龙工业丝的2倍；

模量是优质钢材或玻璃纤维的2～3倍、高强尼龙工业丝的10倍。

芳纶浆粕是对芳纶纤维进行表面原纤化处理之后便得到的，其独特的表面结构极大地提高了混合物的抓附力，因此非常适合作为一种增强纤维应用于摩擦及密封产品中。

芳纶浆粕六方特种纤维—芳纶1414浆粕，浅黄色絮花状，呈毛绒状，其毛羽丰富，强度高、尺寸稳定性好，无脆性、耐高温、耐腐蚀、有韧性、收缩率小、耐磨性好、表面积大，能很好的与其它物质结合，是一种补强材料，回潮率为8%，平均长度为2-2.5mm，表面积为8m2/g。

而被用作垫片增强材料，具有较好的回弹性能和密封性能，对人体健康及环境无危害，可用作于水、油、烃类和中等强度的酸碱等介质的密封，造出的垫片具有优良的密封性能和抗蠕变松弛性能。

事实证明，通常只需添加少于10%的浆粕，得到产品的强度相当于50-60%石棉纤维增强的产品。

用于增强摩擦、密封材料等制成品，可作为石棉的替代品用于摩擦密封材料，高性能耐热绝缘纸以及增强复合材料[3-4]。

1.3芳纶纤维的应用

芳纶纤维主要用作环氧、聚酯和其他树脂的增强材料，制成各种航空、宇航和其他军事用途的构件。

1.3.1在航空航天及军事方面的应用

在航空方面，主要用作各种整流罩、机翼前缘、襟翼、方向舵、安定面翼尖、尾锥、应急出口系统构件、天花板、隔板、舱壁、地板、舱门、行李架、座椅等。

采用芳纶复合材料，可比玻璃纤维复合材料减轻质量30%。

为了达到减轻质量和提高经济效率，一般在商用飞机和直升机上，都大量采用了芳纶复合材料。

例如L-1011三星式客机总用量已达1135kg，使用芳纶纤维飞机减轻质量365kg。

S-76商用直升飞机的外表面，使用芳纶复合材料已达50%。

在航天方面，主要用作火箭发动机壳体和压力容器、宇宙飞船的驾驶舱、氧气、氮气和氦气的容器以及通风管道等。

在军事用途上，可以用作防护材料，如坦克、装甲车、飞机、艇的防弹板以及头盔和防弹衣等。

1.3.2在民用工业方面的应用

芳纶纤维复合材料可大幅减轻制品的质量，故在民用工业方面应用也十分广泛。

例如，造船工业采用芳纶复合材料后，船体可减轻质量的28%-40%，燃料省35%，航程可延长35%。

用作汽车和舢板的材料时，都可大幅减轻质量。

在体育用品方面，已经成功地用于许多运动器材，在曲棍球棒中，以芳纶和木材混合使用，可以改进耐用性及其刚性，同时也可以与玻璃纤维合用。

在高尔夫球棒、网球拍、标枪、弓、鱼竿、滑雪橇和其他体育用品中，可以与碳纤维合用。

在混合结构中，芳纶提供较高的抗张强度，优良的抗冲击性能，及有利的经济性。

芳纶纤维的高强度、质量轻、尺寸稳定等特性