第二章3凯夫拉纤维.

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凯夫拉纤维振膜

凯夫拉纤维振膜
凯夫拉纤维振膜是**一种利用凯夫拉（Kevlar）这种高性能材料制成的扬声器振膜**。

凯夫拉是美国杜邦公司研制的一种芳纶纤维材料的品牌名，其学名为“聚对苯二甲酰对苯二胺”。

它诞生于20世纪60年代末，是一种高科技合成纤维，以其超高的拉伸强度和高杨氏模量而闻名，同时也具有极高的化学稳定性、优异的机械性能和耐热性能。

这些特性使得凯夫拉纤维在许多领域都有广泛的应用，尤其是在防弹产品领域，它是理想的防弹材料之一。

在音响领域，凯夫拉纤维也被用作制作扬声器振膜的材料。

由于其出色的机械性能，凯夫拉纤维振膜能够提供清晰、准确的音频响应，同时具有较高的刚性和轻量化的特点，这使得扬声器能够产生更好的声音效果。

然而，由于凯夫拉纤维与其他功能材料的相容性较低，这在一定程度上限制了其在音响领域的应用。

为了克服这一难题，研究人员通常会对商用凯夫拉进行特殊处理，以便与其他材料结合，制备出性能更优的复合材料。

总的来说，凯夫拉纤维振膜因其独特的物理和化学性质，在音响设计中提供了新的可能性，尽管在实际应用中还存在一些技术挑战。

凯夫拉纤维制备方法

凯夫拉纤维制备方法1.引言1.1 概述凯夫拉纤维是一种具有强度高、刚度大、耐热性强等优异性能的纤维材料，因其独特的结构和性能在各个领域得到广泛应用。

凯夫拉纤维的制备方法是关键的研究方向之一，对于提高纤维制备效率、优化纤维性能具有重要意义。

本文旨在系统地总结和探讨凯夫拉纤维制备方法的要点和技术要求。

首先，我们将介绍凯夫拉纤维制备方法的研究背景和意义，阐述凯夫拉纤维在航空航天、装备制造、材料科学等领域的应用价值。

随后，我们将详细介绍凯夫拉纤维制备方法的基本原理和关键步骤，并对目前常用的方法进行综述和比较。

在凯夫拉纤维制备方法的要点部分，我们将重点介绍纺丝方法、预处理工艺、熔融纺丝工艺和拉伸工艺等关键环节，并讨论它们对纤维性能的影响。

同时，我们将对常见的纤维制备工艺进行评估和分析，探讨其优缺点，为后续的研究和应用提供参考。

最后，在结论部分，我们将对凯夫拉纤维制备方法进行总结，并展望未来的研究方向和发展趋势。

我们相信，通过对凯夫拉纤维制备方法的深入研究和探索，可以进一步提高纤维的性能，拓宽其应用范围，促进相关领域的发展和进步。

通过本文的撰写，希望能够提供给读者一个全面而系统的凯夫拉纤维制备方法的知识框架，为后续研究者的工作提供参考和借鉴，推动凯夫拉纤维在工程实践中的广泛应用。

1.2 文章结构文章结构部分应该对整篇文章的内容进行概述和组织安排，这有助于读者理解文章的主旨和逻辑结构。

以下是文章结构部分的内容示例：2. 正文本文主要围绕凯夫拉纤维的制备方法展开，通过介绍凯夫拉纤维制备方法的要点，深入探讨其制备过程和技术原理。

具体而言，本文将从以下两个方面进行论述：2.1 凯夫拉纤维制备方法要点1在本节中，将介绍凯夫拉纤维制备过程中的关键步骤和所需材料。

这些步骤包括纤维原料的选择、预处理步骤、纤维结构的调控方法等。

此外，还将详细介绍用于制备凯夫拉纤维的常用技术和方法，如湿法纺丝、干法纺丝等。

通过对这些要点的阐述，读者能够深入了解凯夫拉纤维制备方法的基本原理和操作流程。

凯夫拉纤维解析

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3. 芳纶纤维的制备

最具代表性：聚对苯二甲酰对苯二胺，简称 PPTA 芳纶根据纤维大分子链节中酰胺键与亚胺键的位置，有不同的名称，例如Kevlar29、Kevlar 49等。

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3. 芳纶纤维的制备
Kevlar纤维的制造过程分为两个阶段：第一阶段，对苯二胺与对苯二甲酸酰氯缩聚成 PPTA; 第二阶段，将聚合体溶解在溶剂中再进行纺丝，制成所需要的纤维材料。
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0 2 1.53.637来自6. 凯夫拉纤维的发展
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2）物理性能
(1)有光，黄色，Kevlar49为深黄色 (2) 线密度：大部分13.7tex，直径0.012mm (3) 密度：大部分1.43-1.44g/cm3 锦纶1.14，聚酯1.38，碳纤维1.8
玻璃纤维2.25，钢丝7.8
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3）热性能

具有良好的散热和绝热性能在相同重量下，Kevlar纤维比玻璃纤维和石棉织物具有较好的热绝缘性具有极好的热稳定性，500℃以上降解抗燃性能好，不产生后燃烧，不帮助燃烧，427 ℃炭化尺寸稳定性好，具有非常低的热收缩
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凯夫拉纤维

凯夫拉纤维
凯夫拉纤维是一种由聚对苯二甲酰胺制成的合成纤维，具有出色的强度和耐热
性能。

它的结构独特，螺旋排列的分子链使得它具有天然纤维无法比拟的优秀性能。

特性与优势
1. 强度优异
凯夫拉纤维的强度是钢铁的5倍，同时其轻盈的特点也使得在航空航天领域有
着广泛的应用。

在工业领域，凯夫拉纤维常用于制作高强度绳索、防弹材料等。

2. 耐热性能出众
凯夫拉纤维能够耐受极高的温度，一般可以在400°C左右的环境下保持其性能。

这一特性使得凯夫拉纤维在高温环境下的应用有着得天独厚的优势。

3. 耐化学性优秀
凯夫拉纤维具有良好的化学稳定性，可以耐受多种酸、碱、溶剂的腐蚀，因此
在化工领域也有着广泛的应用。

应用领域
1. 航空航天
凯夫拉纤维由于其轻盈和高强度的特性，在航空航天领域有着广泛的应用。

比
如制造飞机零部件、太空服等。

2. 体育用品
在体育用品制造领域，凯夫拉纤维也得到了广泛的应用。

比如制作高端网球拍、高尔夫球杆等。

3. 安全防护
由于其出色的抗冲击性能，凯夫拉纤维也被广泛应用于防弹材料、防切割手套
等领域。

结语
凯夫拉纤维凭借其优异的性能和广泛的应用领域成为合成纤维中的佼佼者。

在
未来，随着科技的不断进步，相信凯夫拉纤维将会有更广阔的发展空间，为人类社会的发展做出更大的贡献。

凯夫拉纤维与碳纤维-53页文档资料

一、凯夫拉纤维的发展
聚对苯二甲酰对苯二胺商业名称：美国Kevlar、日本帝人Technora、荷兰阿
克苏Twaron、中国芳纶1414 聚间苯二甲酰间苯二胺
美国Nomex、日本帝人Conex、荷兰阿克苏 Twaron 中国芳纶1313
一、凯夫拉纤维的发展
凯夫拉(Kevlar)纤维国内发展
起步阶段：技术水平、产品档次及生产能力都与国外发达国家存在着一定的差距。
牌纤维开松良好的状态下，体现出非常低的磨耗性。

维持预成型刹车片的强度，保持填充剂的持久性。
凯芙拉纤维的应用
凯芙拉品牌纤维密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型，因而受到人们的重视，并已经广泛应用到人们的日常生活中。由于凯芙拉品牌材料坚韧耐磨、刚柔相济，具有刀抢不入的特殊本领。在军事上被称之为"装甲卫士 "。大家知道，坦克、装甲车已逐渐成为现代陆军的主要装备之一。其原因就在于这两种兵器都具有坚硬的装甲，在战争中有消灭敌人保护自己的作用。有了矛就出现了盾，有了坦克、装甲车之后，就发明了反坦克炮、反坦克导弹。反坦克武器的出现，又促使人们改进坦克、装甲车的装甲性能。通常要提高坦克、装甲车的防护性能，就要增加金属装甲的厚度，这样势必影响它的灵活机动性能。凯芙拉品牌材料的出现使这个问题迎刃而解，坦克、装甲车的防护性能提高到了一个崭新的阶段。与玻璃钢相比，在相同的防护情况下，用凯芙拉品牌材料时重量可以减少一半，并且凯芙拉品牌层压薄板的韧性是钢的3倍，经得起反复撞击。凯芙拉品牌薄板与钢装甲结合使用更是威力无比。如果采用"钢枣芳纶枣钢"型复合装甲，能防穿甲厚度为700毫米的反坦克导弹，还可防中子弹。
有石棉密度的一半。而却拥有很高的破裂延伸度，除了高强度外，更有以下好处：

凯夫拉Kevlar纤维

五、Kevlar纤维的应用
3. 增强材料： • 轮胎 • 运力带 • 胶管 • 复合材料
五、Kevlar纤维的应用
3.石棉替代品
• 摩擦材料：刹车垫片、离合器衬垫 • 密封材料：密封垫片、气缸垫 • 工业用纸：耐热绝缘纸、工业特种用纸
五、Kevlar纤维的应用
4.水泥补强
• 建筑材料：地基屋顶材料 • 补强材料：钢筋替代材料
四、凯夫拉纤维的性能
• 纤维的大分子刚性极佳，链缠结少,取向度、结晶度高，分子链几乎处于完全伸直状态，这种结构使纤维表现出良好的强度、模量及热稳定性。 • 纤维密度小，只有钢丝的1／5。 • 可耐240℃高温。 • 拉伸强度高，耐屈折、耐疲劳、耐腐蚀，膨胀系数小。 • 是一种性能优异的纤维。
• 起步阶段：技术水平、产品档次及生产能力都与国外发达国家存在着一定的差距。产品种类： • 轮胎帘子线 • 光缆补强件艰难的原因 • 生产的技术瓶颈难以突破 • 大部分原料需要进口
二、Kevlar纤维的制造
• 芳香族聚酰胺是由酰胺键与两个芳环连接而成的线性聚合物。芳香族聚酰胺中最具代表性的首称聚对苯二甲酰对苯二胺(Poly—p— phenylene terephthalamide)，简称PPTA。 • 芳纶根据纤维大分子链节中酰胺键与亚胺键的位置，有不同的名称，例如Kevlar29、 Kevlar 49等。
三、Kevlar纤维及其产品
2. Kevlar色纤维 4种基本颜色：灰绿色、品蓝、黑色、黄色品种：长丝和短纤维用途：制作防护服，如消防服、运动员手套等性能：与Kevlar29类似
三、Kevlar纤维及其产品
3. Kevlar短纤维：
类型：卷曲和无卷曲，长度6.35-63.5mm 用途：增强材料、替代石棉作离合器衬片、缝纫线

凯夫拉纤维在生命科学中的应用

凯夫拉纤维，即聚对苯二甲酰对苯二胺（Kevlar），是一种高性能的人工合成纤维，具有优良的力学性能、轻质高强、抗高温、抗化学腐蚀等特点。

在生命科学领域，凯夫拉纤维也有着广泛的应用。

1. 生物材料：由于凯夫拉纤维具有优良的力学性能和生物相容性，常被用作生物材料的基质，如牙科修复材料、骨科植入物等。

它能够提供足够的机械强度和稳定性，帮助保持结构的完整性和功能的有效性。

2. 细胞培养：凯夫拉纤维也被用于细胞培养中，作为支架材料支持细胞生长和增殖。

其优良的孔径结构和可调节的物理化学性质，能够为细胞提供适宜的生长环境，促进细胞的粘附、增殖和分化。

3. 组织工程：凯夫拉纤维被用作组织工程的支架材料，如用于构建人工肌肉、韧带和软骨等组织。

其高强度和可塑性有助于构建具有所需形状和性能的组织，并且可与细胞和其他生物材料结合，共同构建复杂的组织结构。

4. 药物传递：凯夫拉纤维可以制成药物载体，用于药物传递和基因治疗。

通过将药物或基因包裹在凯夫拉纤维中，可以控制药物的释放速度和释放方式，提高药物的靶向性和疗效，降低副作用。

5. 生物防护：凯夫拉纤维因其优良的防护性能而被用于制造防护服、口罩等生物防护装备。

它可以有效地阻挡病毒、细菌等微生物的穿透，保护人体免受生物威胁。

综上所述，凯夫拉纤维在生命科学领域具有广泛的应用前景，可用于生物材料、细胞培养、组织工程、药物传递和生物防护等领域。

通过不断的研究和创新，相信凯夫拉纤维在生命科学中的应用将会更加广泛和深入。

凯夫拉纤维在防弹材料上的应用研究进展

《近现代军事功能材料》课程论文凯夫拉纤维在防弹材料上的应用研究进展学院名称：专业：班级：学号：姓名：指导教师：二〇一九年十一月凯夫拉纤维在防弹材料上的应用研究发展摘要：防弹衣的原理就是通过材料的变形破裂，吸收和消耗子弹或破片的动能，阻止其穿透。

现代防弹衣的终极追求是在保证防护性能的同时尽可能轻薄，根据防弹结构的材质不同，主要可分为软质、硬质两类。

20 世纪60 年代，美国杜邦公司合成出一种新的芳纶纤维，命名为凯夫拉。

被迅速用于防弹衣的制造。

用这种材料制成的防弹衣仅重2-3千克，而且穿着舒适，行动方便，很快就被世界上许多国家的军队采用。

[1]关键词：凯夫拉，防弹衣，轻便，防弹头盔，性质，生活的应用。

A bstract：The principle of bullet proof vest is to absorb and consume the kinetic energy of bullet or fragment and prevent its penetration through the deformation and fracture of material. The ultimate pursuit of modern bulletproof clothing is to ensure the protection performance as thin as possible. According to the different materials of bulletproof structure, it can be divided into two categories: soft and hard. In the 1960s, DuPont company in the United States synthesized a new kind of aramid fiber, named Kevlar. It was rapidly used in the manufacture of bulletproof vests. The bulletproof vest made of this material weighs only 2-3kg, and it is comfortable to wear and convenient to move. It is quickly adopted by the military forces of many countries in the world.Key words: Kevlar, bulletproof vest, light weight, bulletproof helmet, nature, application of life.Research and development of Kevlar fiber in bulletproofmaterialsLantian Ge（Jiangsu University of Technology，Changzhou，Jiangsu 213000）一，凯夫拉纤维的发现如此具有影响力的材料，竟然是出自一个出生在美国的波兰老奶奶之手——被誉为“防弹衣之母”的斯蒂芬妮·露易丝·克沃勒克（Stephanie Louise Kwolek），克沃勒克于1923年7月31日出生于美国匹兹堡，她的父母都是来自波兰的移民，父亲在她10岁时去世。

凯夫拉防弹纤维——“偶然间”的发明拯救数千人生命

凯夫拉防弹纤维——“偶然间”的发明拯救数千人生命Kevlar凯夫拉——美国杜邦公司研发的一种高强度芳纶纤维2014-11-28 16:57:19 来源：评论：0点击：关于凯夫拉凯夫拉（Kelvar）是美国杜邦公司用于其芳香聚酰胺纤维（简称“芳纶”）产品上的注册商标，该种纤维于1965年推出，发明者是波兰裔美国女化学家的斯蒂芬妮·克沃勒克（Stephanie Kwolek）。

20世纪70年代初，这种高强度的材料被首次用在商业用途上，用于替代赛车轮胎中的部分钢材，后来被用于制造防弹背心。

凯夫拉具有优越的高强度性能，它不会像钢铁一样与氧气和水发生锈蚀，所以，凯夫拉现在被广泛用在多个领域，如船体、飞机、自行车轮胎、军用钢盔、防弹背心等。

凯夫拉具有极佳的抗撕拉性能，其强度为同等质量钢铁的5倍，而密度仅为钢铁的五分之一左右（凯芙拉密度为每立方厘米1.44克；钢铁密度为每立方厘米7.859克）。

鉴于此，它也被用于制造可以承受高冲击的鼓面。

当作为一种编织材料使用时，凯夫拉又可以作为水下系泊缆绳使用或用于其他水下作业。

在20世纪70年代，Akzo发明了一种与凯夫拉相似的名叫Twaron（特威隆）的纤维，两者的化学结构大致相同，此纤维于1986年开始进行商业生产，Teijin（帝人）是Twaron现在的制造商。

历史聚对苯二甲酰对苯二胺（Poly-paraphenylene Terephthalamide）是凯夫拉品牌的材料原名，凯夫拉是由波兰裔美国女化学家斯蒂芬妮·克沃勒克（Stephanie Kwolek）在杜邦公司工作期间发明的。

1964年，她的团队在寻找一种轻量级新型强力纤维用于制作轮胎，当时她一直使用的是聚合物材料，但制作过程中意外地合成了一种独特的质地轻薄的乳状溶液。

凯夫拉发明者：波兰裔美国女化学家斯蒂芬妮·克沃勒克（Stephanie Kwolek）该溶液“浑浊，搅拌时呈乳白色，粘度低”通常会被扔掉，但Kwolek说服了一位负责运行喷丝头的技术人员Charles Smullen，协助她一起把这种溶液放进了喷丝头中。

凯夫拉纤维

四、凯夫拉纤维的性能
1. 物理性能：
(1)有光，黄色，Kevlar49为深黄色 (2)线密度：大部分13.7tex，直径0.012mm (3)密度：大部分1.43-1.44g/cm3 锦纶1.14，聚酯1.38，碳纤维1.8 玻璃纤维2.25，钢丝7.8
四、凯夫拉纤维的性能
2.机械性能： 1）强伸性能：比强度、比模量高,对温度不敏感
一、凯夫拉纤维的发展
• 聚对苯二甲酰对苯二胺商业名称：美国Kevlar、日本帝人Technora、荷兰阿克苏Twaron、中国芳纶1414 聚间苯二甲酰间苯二胺美国Nomex、日本帝人Conex、荷兰阿克苏 Twaron 中国芳纶1313
一、凯夫拉纤维的发展
凯夫拉(Kevlar)纤维国内发展
4. Kevlar织物：长丝可织成机织物
织物密度：轻薄、中厚织物组织：平纹、缎纹、方平用途：复合材料、装甲车、防弹服等
三、Kevlar纤维及其产品
5. 芳纶的浆粕化：近十多年来开发的对位芳纶差别化产品，是高分散性的原纤化芳纶产品制造：长丝切断，在水中分散进行机械叩解和研磨，纤维被撕裂而原纤化用途：石棉的替代品
高聚物溶液的特点
二、Kevlar纤维的制造
2. 纺丝：采用干喷—湿法纺丝工艺
二、Kevlar纤维的制造
• 工艺过程：各向异性的PPTA溶液通过喷丝孔抽伸时，靠近细孔壁时产生剪切，当成形丝凝结时，将保持高取向分子结构，形成较高的洁净度和较高的取向结构。
二、Kevlar纤维的制造
• 凝固浴的温度为0 ℃ -5℃ • 中间空气层间隙可使高温纺丝喷丝头和低温凝固浴保持温差，同时在空气层中进行适宜的喷头拉伸，增加取向度 • 纺丝速度可达2000m/min

凯夫拉纤维

凯夫拉纤维简介凯夫拉纤维是一种合成纤维，具有出色的物理和化学性质，广泛应用于纺织工业和其他领域。

它由聚丙烯酰胺和亚麻酸酯（或亚麻醇酯）组成，通过特殊的纺丝技术制成。

凯夫拉纤维具有高强度，耐热性，耐候性和化学稳定性等优势，适用于各种应用。

物理性质•高强度：凯夫拉纤维的强度比钢强度更高，是目前市场上最强的合成纤维之一。

它可以承受高拉伸力，不易断裂或变形。

•耐热性：凯夫拉纤维可以在高温下保持稳定性。

它的熔点相对较高，不易熔化或软化，适合在高温环境中使用。

•耐候性：凯夫拉纤维具有优异的耐候性，不易受光、热、湿气等外界环境影响。

它可以长时间保持其物理和化学性质而不受损。

•化学稳定性：凯夫拉纤维对大多数化学溶剂和酸碱具有较好的抵抗能力。

它不易与化学物质发生反应，不易腐蚀或褪色。

应用领域纺织工业凯夫拉纤维在纺织工业中应用广泛。

由于其高强度和耐热性，凯夫拉纤维常用于制作各种耐磨、耐切割以及防火的纺织品，如防弹衣、护目镜、安全手套等。

凯夫拉纤维还可以用于制作高性能绳索、索具和运动用品，如登山绳、悬崖下降器和自行车轮胎等。

航空航天凯夫拉纤维在航空航天领域也得到广泛应用。

由于其轻量化和高强度的特性，凯夫拉纤维可以用于制作航空器的结构和部件，如机翼、机身和发动机罩。

凯夫拉纤维可以减轻飞机的重量，提高飞行性能，并提供更高的耐久性。

体育用品凯夫拉纤维在体育用品制造领域有重要的应用。

它可以用于制作高品质的网球拍、高尔夫球杆和箭杆等，提供更好的弹性和稳定性，使运动员能够获得更好的成绩。

此外，凯夫拉纤维还可以用于制作跑鞋、篮球鞋等运动鞋，提供更好的支撑和舒适性。

汽车工业凯夫拉纤维在汽车工业中用于制作轻量化零部件。

将凯夫拉纤维用于汽车的结构和部件，可以减轻汽车的重量，提高燃油效率和汽车性能。

它还可以增加汽车的安全性，提供更好的撞击保护。

结论凯夫拉纤维是一种非常有价值的合成纤维，具有高强度、耐热性、耐候性和化学稳定性等优势。

它在各个领域都有广泛的应用，包括纺织工业、航空航天、体育用品和汽车工业等。

凯夫拉纤维制作工艺流程

凯夫拉纤维制作工艺流程
朋友们！今天咱们来聊聊凯夫拉纤维的制作工艺流程。

这东西可神奇了，在很多领域都有超棒的应用呢。

接下来就是合成的步骤啦。

这个过程有点复杂，但是别担心，我会尽量简单地给大家说清楚。

在合成的时候，有一些化学物质要按照一定的比例混合。

这个比例呢，也不是一成不变的，根据经验，有时候稍微调整一下比例，可能会对最终的纤维性能产生一些有趣的变化呢。

当然啦，混合的时候要特别小心，要确保它们充分混合均匀。

要是混合不均匀，那可就麻烦啦！这就好比你做蛋糕，面粉和糖要是没搅匀，那蛋糕的口感肯定不好呀。

然后呢，就是纺丝的环节啦。

这一步要特别注意！纺丝的速度啊、温度啊，都会影响到凯夫拉纤维的质量。

我记得我刚开始了解这个的时候，就觉得这好复杂啊，但是习惯了就好了。

纺丝的时候，你要时刻关注这些参数，不过也不用太紧张，因为在一定范围内的波动有时候是可以接受的。

小提示：可别完全不管这些参数哦！
在纺丝之后呢，可能还会有一些后处理的步骤。

这个环节可以根据实际情况自行决定，比如有的可能需要进行拉伸处理，有的可能需要进行特殊的涂层处理。

为什么要进行这些处理呢？这是为了让凯夫拉纤维的性能更加优异呀。

最后就是检验和包装啦。

这一步可不能马虎哦！要仔细检查凯夫拉纤维的质量，看看有没有什么缺陷之类的。

要是有问题的话，得及时处理。

检验合格之后，就可以把它们包装起来啦。

包装的时候也要注意保护好纤维，别让它们受到损伤。

小提示：别忘了最后一步哦！。

凯夫拉纤维

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一、凯夫拉纤维的发展
• 聚对苯二甲酰对苯二胺商业名称：美国Kevlar、日本帝人Technora、荷兰阿克苏Twaron、中国芳纶1414
聚间苯二甲酰间苯二胺美国Nomex、日本帝人Conex、荷兰阿克苏Twaron 中国芳纶1313
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二、Kevlar纤维的制造
• 工艺过程：各向异性的PPTA溶液通过喷丝孔抽伸时，靠近细孔壁时产生剪切，当成形丝凝结时，将保持高取向分子结构，形成较高的洁净度和较高的取向结构。
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二、Kevlar纤维的制造
• 凝固浴的温度为0 ℃ -5℃ • 中间空气层间隙可使高温纺丝喷丝头和低
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三、Kevlar纤维及其产品
5. 芳纶的浆粕化：近十多年来开发的对位芳纶差别化产品，是高分散性的原纤化芳纶产品制造：长丝切断，在水中分散进行机械叩解和研磨，纤维被撕裂而原纤化用途：石棉的替代品
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四、凯夫拉纤维的性能
• 纤维的大分子刚性极佳，链缠结少,取向度、结晶度高，分子链几乎处于完全伸直状态，这种结构使纤维表现出良好的强度、模量及热稳定性。
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三、Kevlar纤维及其产品
3. Kevlar短纤维：
类型：卷曲和无卷曲，长度6.35-63.5mm 用途：增强材料、替代石棉作离合器衬片、缝纫线
4. Kevlar织物：长丝可织成机织物
织物密度：轻薄、中厚织物组织：平纹、缎纹、方平用途：复合材料、装甲车、防弹服等
于强度/密度。是钢丝空气中的7倍，海水中的26倍

凯夫拉纤维 (2)

现今用于传输的光纤也是用凯夫拉来形成一层保护膜，凯夫拉层有很好的柔韧性，保护光纤不受损害。凯夫拉层一般称为缓冲层或涂覆层，在光纤以外，外表皮以内。
五、Kevlar纤维的应用
石棉替ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ品
• 摩擦材料：刹车垫片、离合器衬垫 • 密封材料：密封垫片、气缸垫 • 工业用纸：耐热绝缘纸、工业特种用纸
水泥补强
Kevlar纤维的应用
• 防弹衣
传统防弹衣的防弹层用金属陶瓷等材料填充而用凯夫拉纤维作为填充物的防弹衣不仅防弹性能没有下降而且衣体更轻更柔更舒适更便于士兵远途作战
Kevlar纤维的应用
• 航天材料
由于凯夫拉材料的色耐高温特性及其高韧性常作为火箭和航天飞机等发动机的高压汽缸壁
Kevlar纤维的应用
单丝强度：22.9-26.5cN/dtex 捻系数对强度的影响：开始随捻度增加，强度增加，并达到以最高值后，随后下降。最佳捻系数1.1。自由长度：指纤维由于自身重量而断裂的长度，它等于强度/密度。是钢丝空气中的7倍，海水中的26倍
四、凯夫拉纤维的性能
2）压缩性能：径向和轴向具有较低的压缩性
能，是由它的高结晶度和高取向度决定
一、凯夫拉纤维的发展
• 也称Kevlar或芳纶，即芳香族聚酰胺纤维 1）1960年，美国杜邦研制出Nomex——聚间苯二甲酰间苯二胺纤维，即芳纶1313，耐热纤维 2）1965年，杜邦研制出Kevlar——聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，即芳纶1414，高强高模量纤维 3）1974年，美国联邦通商委员会把全芳香族聚酰胺命名为Aramid。
凯夫拉
？？？
其背面采用凯夫拉图层厚度只有0.3mm 强度是同等不锈钢的5倍！
凯夫拉

凯夫拉纤维与碳纤维

凯夫拉纤维
一、凯夫拉纤维的发展
也称Kevlar或芳纶，即芳香族聚酰胺纤维 1）1960年，美国杜邦研制出Nomex——聚间苯二甲酰间苯二胺纤维，即芳纶1313，耐热纤维 2）1965年，杜邦研制出Kevlar——聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，即芳纶1414，高强高模量纤维 3）1974年，美国联邦通商委员会把全芳香族
凯芙拉纤维的前景
中国航天科工集团公司第六研究院有关专家介绍说，由该院自主研制、具有完全自主知识产权的高科技产品F12高强度有机纤维，填补了中国高强有机纤维材料的空白。 F-12高强有机纤维属芳纶类纤维（凯芙拉品牌纤维原料），具有高比强度、高比模量、低压缩强度和低密度等优异性能，性能远远超过国内已量产的芳纶II纤维，是芳纶纤维类产品的佼佼者。几根F-12高强有机纤维绳可以吊起46吨的重物，而同样粗细的钢丝绳只能吊起8吨的重物。F-12高强有机纤维不仅广泛应用于航天、航空、高性能飞艇等领域，还可广泛应用于光缆增强纤维、增强电力电缆、升降机缆绳及各类高性能体育运动器材等领域，可为中国国防军工及高端民用产品的研制提供强有力的支撑，因而具有广阔的市场前景。
产业现状
目前世界碳纤维产量达到4万吨/年以上，全世界主要是日本东丽、东邦人造丝和三菱人造丝三家公司以及美国的HEXCEL、ZOLTEK、ALDILA三家公司，以及德国SGL西格里集团，韩国泰光产业，中国台湾省的台塑集团，等少数单位掌握了碳纤维生产的核心技术，并且有规模化大生产。中国对碳纤维的研究开始于20世纪60年代，80年代开始研究高强型碳纤维。多年来进展缓慢，但也取得了一定成绩。进入21世纪以来发展较快，安徽华皖碳纤维公司率先引进了500吨/年原丝、200吨/年PAN基碳纤维（只有东丽碳纤维T300水平），使中国碳纤维工业进入了产业化。随后，一些厂家相继加入碳纤维生产行列。从2000年开始中国碳纤维用以二甲基亚砜为溶剂的一步法湿法纺丝技术获得成功。目前利用自主技术研制的少数国产T300、T700碳纤维产品已经达到国际同类产品水平。碳纤维生产线随着近年来中国对碳纤维的需求量日益增长，碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持的新产品，成为国内新材料行业研发的热点。

(推荐)Kevlar凯夫拉纤维

减少振动传递，并可维持变形而不断裂
由于其延展性有助于预防破碎，以致常见于碳复合材料和玻璃纤维中，因而在高冲击情形中更加可靠
Kevlar纤维使拍弦不易被拉长，可减少断弦
2020/3/1
Adidas Freak x Kevlar 'STAND' Cleat 为黑人历史月所推出的橄榄球鞋
2020/3/1
7
KEVLAR纤维的热性能
Kevlar不会融化
空气中分解温度约427°C 至482°C （分解温度随不同升温速率和暴露时间而不同）
温度升高，重量会立即下降，由于水挥发的原因
10°C/min升温速率时，Kevlar 49在空气中的热失重分析曲线（TGA）
2020/3/1
2020/3/1
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对苯二甲酰氯
对苯二甲胺
Kevlar 的发明者：Stephanie Kwolek
Kevlar分子结构
4
KEVLAR纤维的开发
液晶态棒状聚合物与柔性可熔融聚合物之间的区别
柔性链：无规卷曲构型，溶液浓度增加，无序性不会提高
刚性链：浓度增加，形成平行的排列结构；内部聚合物分子链高度有序相畴出现（相畴之
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KEVLAR纤维的应用
飞行器减重中的应用
杜邦 Nomex 和Kevlar制成的蜂窝复合材料
出色的强度重量比，帮助实现至关重要的成本效益提升，比如节约能源，增加有效载荷
常与碳纤维混杂，提高复合材料的冲击韧性
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KEVLAR纤维的应用
体育用品
Kevlar纤维强度和轻质只是最基本的优势，其韧性使得织物能经受起反复的损伤

Kevlar纤维成型工艺及应用

Kevlar纤维成型工艺及应用Kevlar纤维成型工艺及应用一、凯夫拉纤维简介：在上世纪60年代，美国杜邦公司研制出一种新型复合材料"凯夫拉"材料。

这是一种芳纶复合材料。

凯夫拉（Kevlar）是属于一种液态结晶性棒状分子，它具有非常好的热稳定性，抗火性，抗化学性，绝缘性，以及高强度及模数，将Kevlar的物性与其它纤维作一比较，可以发现，Kevlar纤维是石棉的2到11倍强度；是高强度石墨的1.6倍强度；是玻璃纤维的3倍强度；是相同重量下钢纤维的5倍强度。

且Kevlar的密度非常低，几乎只有石棉密度的一半。

而却拥有很高的破裂延伸度，除了高强度外，更有以下好处：热稳定性，Kevlar大热试验中（TGA）非常稳定，直至600℃才有明显的重量丧失；低侵蚀性，具有高含量的Kevlar试片，表现出比半金属片低的侵蚀性；耐磨性，与石棉纤维制成的刹车片比较，在Kevlar纤维开松良好的状态下，体现出非常低的磨耗性。

维持预成型刹车片的强度，保持填充剂的持久性。

正是由于Kevlar纤维有如上诸多优点，目前Kevlar纤维被广泛应用于航空航天事业，船舶制造业及摩擦材料中。

二．凯夫拉纤维合成与成型：a.界面缩聚法界面缩聚法于1959年由美国杜邦公司发表,方法是将二羧酸酰氯溶解在与水不相混合的有机溶剂中,如苯、四氯化碳等,再将二元胺溶于水中 (水中加少量 Na2CO3或NaOH ,以吸收反应生成的盐酸 ),然后将上述 2种溶液混合 ,再加入的瞬间,就在2种液体界面上发生缩聚反应生成聚合体薄膜,由于反应在界面上进行 ,所以称为界面缩聚。

Morgan在研究中指出,移去界面附近形成的高聚物薄膜,界面处继续不断产生新的薄膜。

为获得产量高、易于分离、水洗和干燥的粉状或颗粒状的聚合物,还是要搅拌。

通常将有机溶剂配制的酰氯液体加入搅拌的二胺水溶液中,反应在室温下开始,因反应放热,温度可升至50～60 ℃,生成的高聚物可经过分离而得。

第二章3凯夫拉纤维

4.6 1.2 0.50 10.0 896.6 12.4
各种纤维的扭转切变模量
纤维切变模量 GPa
玻纤钢锦纶丙纶聚酯
拉伸模量/切变模量 2.0 2.8 0.33-0.48 5.8 0.75 0.85
纤维
粘胶羊毛腈纶 Kevla r49
切变模量拉伸模量/切变 GPa 模量 0.84-1.2 8.2 1.30 3.2 1.0-1.6 1.80 70.0
14 40 50 30 17
NH3
3.5 3 5
HCl
1850 50 1300 170 1100 110
5 10
17 18 25 10 10
50 80
20
1200 250 50 1100 120 7 1000 300 6
五、Kevlar纤维的应用
由于芳纶纤维的独特性能，使它在工业及军事上的应用十分广泛。在工业上可制作轮胎帘子线、高强度索具、耐压容器等。在军事方面如制作防弹衣、头盔、装甲板等。芳纶纤维可用做飞机的机身、机翼；内装修材料和火箭发动机外壳。用以制作体育器材，从根本上改变了器材的性能，如高尔夫球杆、冰球杆、网球拍、滑雪板、赛艇、赛车等。
四、凯夫拉纤维的性能
4. 化学性能：
• 氧化稳定性好，有极好的稳定性和很低的强度损失，在有氧环境下，长时间使用的最高温度为150 度 • 有良好的耐碱性，耐酸性好于锦纶，具有良好的耐有机溶剂、漂白剂以及抗虫蛀和霉变，对橡胶有良好的粘附性，但耐日晒和抗紫外线能力差
Kevlar49纤维比热容
温度/K 比热kj/(kgK) 温度/K 比热kj/(kgK)
二、Kevlar纤维的制造
1.聚合物的准备：简称PPTA (固态)