液晶纺丝的超强纤维

重要的国防军工材料：美、英等发达国家的防弹衣均为芳纶材 质，防弹衣、头盔的轻量化，有效提高了军队的快速反应能力 和杀伤力。
在航空、航天方面，芳纶由于质量轻 而强度高，节省了大量的动力燃料 其他方面 体育材料 轮胎骨架材料、传送带材料 高强绳索
芳纶在国民经济各方面的应用
全名：聚间苯二甲酰间苯二胺纤维
简介： 将具有各向异性的液晶溶液（或熔体）经干－湿法纺丝、湿法 纺丝、干法纺丝或熔体纺丝纺制纤维的方法。这是20世纪70年 代发展起来的一种新型纺丝工艺，可以获得断裂强度和模量极 高的纤维。液晶纺丝的特点是纺丝的溶液或熔体是液晶，这时 刚性链聚合物大分子呈伸直棒状，有利于获得高取向度的纤维, 也有利于大分子在纤维中获得最紧密的堆砌,减少纤维中的缺陷， 从而大大提高纤维的力学性能。
材料获取：赵晨阳 PPT制作：胡坷镇 上台演讲：张键、陈金牒
液晶，即液态晶体（Liquid Crystal，LC），是相态的一种，因为具 有特殊的理化与光电特性，20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的 显示技术上。
人们熟悉的物质状态（又称相）为气、液、固，较为生疏的是 等离子和液晶。液晶相要具有特殊形状分子组合才会产生，它 们可以流动，又拥有结晶的光学性质。
1、近晶型(层状) ：棒状分子互相平行排列为层状结构， 层间可相对滑动，而垂直层面方向的流动困难。其粘 性最大。
2、向列型液晶(线状)：分子长轴近似平行，分子质心 无序，属一维有序状态，流体可以三维自由流动，黏 度较小，单轴性。
3、胆甾型液晶：以胆甾醇酯为主的一类液晶。分子的 长轴平行于平面，由于手性的原因，层与层之间分子 长轴不平行，有一固定夹角，这就使液晶相中分子排 列整体呈螺旋型，完成一个循环时层间距离叫螺距
1850年普鲁士医生鲁道夫〃菲尔绍（Rudolf Virchow）等人就发现神经纤维的萃取物 中含有一种不寻常的物质
1877年德国物理学家奥托〃雷曼（Otto Lehmann）运用偏光显微镜首次观察到了液晶化 的现象。 1883年3月14日植物生理学家斐德烈〃莱尼泽（Friedrich Reinitzer）观察到胆固醇苯甲 酸酯在热熔时有两个熔点。 1888年莱尼泽反复确定他的发现后，向德国物理学家雷曼请教。当时雷曼建造了一座 具有加热功能的显微镜去探讨液晶降温结晶之过程，而从那时开始，雷曼的精力完 全集中在该类物质。 1888年出版《分子物理学》，这是对这段时间他在材料物理领域知识的总结，特别值 得一提的是，他在书中首次提出了显微镜学研究方法，通过对晶体显微镜和用它所 作的观察。 20世纪化学家伏兰德（D. Vorlander）的努力由聚集经验使他能预测哪一类的化合物 最可能呈现液晶特性，然后合成取得该等化合物质，于是雷曼关于液晶的理论被证 明。
液晶的定义，以放宽而囊括了在某一温度范围可以是现液晶相，在 较低温度为正常结晶之物质。而液晶的组成物质是一种有机化合物， 也就是以碳为中心所构成的化合物。
在1888年，奥地利植物学家莱尼茨尔合成了一种奇 怪的有机化合物，它有两个熔点。把它的固态晶体 加热到145℃时，便熔成液体，只不过是浑浊的，而 一切纯净物质熔化时却是透明的。如果继续加热到 175℃时，它似乎再次熔化，变成清澈透明的液体。 后来，德国物理学家发现了这种白浊物质具有多种 弯曲性质，认为这种物质是流动性结晶的一种，由 此而取名为Liquid Crystal，即液晶。
持久的热稳定性 骄人的阻燃性 Nhomakorabea特 点
极佳的电绝缘性 杰出的化学稳定性 优良的机械特性 超强的耐辐射性
1、工业用本白短纤。主要用于高温过滤、 高温传送带、转移印花毯、汽车胶管等。 2、易染芳纶短纤。主要用于石油石化、 电力燃气、钢铁炼焦、电气电焊等工业 领域的防护服。 3、色丝。主要用于防消服、军警作训服 以及要求较高的产业工人防护等。 4、长丝。主要用于赛车服、宇航服、轮 胎帘子布、汽车胶管等。 5、短切纤维、沉析纤维。主要用来制作 芳纶纸，可用于高温电机、变压器、电 子电器、手机电池、笔记本电脑电池的 绝缘等。还可进一步加工成蜂窝结构材 料，用于飞机、高铁、游艇等。
应 用 领 域
放大镜下液晶纺丝的结构
芳纶简介： 芳纶全称为"聚对苯二甲酰对苯二胺",英文为Aramid fiber（帝人芳纶的商品名为 Twaron 杜邦公司的商 品名为Kevlar），是一种新型高科技合成纤维，具 有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量 轻等优良性能,其强度是钢丝的 5～6倍 ，模量为钢 丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重 量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解， 不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具 有很长的生命周期。芳纶的发现，被认为是材料 界一个非常重要的历史进程。
良好的机械特性
优异的阻燃、耐热性能 稳定的化学性质 耐辐射性 耐久性
芳纶主要分为两种，对位芳酰胺纤维（PPTA）和间位芳酰胺 纤维（PMIA）。
在芳纶纤维生产领域，对位芳酰胺纤维发展最快，产能主要集中在日本和 美国、欧洲。如美国杜邦的Kevlar纤维，日本帝人公司的Twaron、 Technora纤维，烟台泰和新材的Taparan（泰普龙）纤维等。其中，美国杜 邦、日本帝人的产能均为3万吨左右，在对位芳纶市场中处于垄断地位；烟 台泰和新材于2011年实现了对位芳纶的商业化运营，在国产对位芳纶的商业 化运营中走在全国前列。 间位芳酰胺纤维的品种有美国杜邦的 Nomex、烟台泰和新材的Tametar （泰美达）、日本帝人的Conex等。美国杜邦和烟台泰和新材是全球间位芳 纶竞争的主要参与者，两者都能生产工业用本白短纤、服装用可染短纤、 色丝、长丝、芳纶纸等，产品性能比较接近，差异化程度也不相上下，在 环境保护、安全防护、工业、电子电器、复合材料等领域展开了广泛的竞 争。
液晶显示材料具有明显的优点：驱动电压低、功耗微小、可靠性高、显示信 息量大、彩色显示、无闪烁、对人体无危害、生产过程自动化、成本低廉、 可以制成各种规格和类型的液晶显示器，便于携带等。由于这些优点。用液 晶材料制成的计算机终端和电视可以大幅度减小体积等。液晶显示技术对显 示显像产品结构产生了深刻影响，促进了微电子技术和光电信息技术的发展。 1.液晶在使用前应充分搅拌，调配好的液晶应立即投入生产使用，尽量缩 短静置存放时间，避免层析现象产生。 2.调配好的液晶要加盖遮光存入，并且尽量在一个班次（八小时）内使用 完，用不完的液晶需要回收搅拌后重测电压再用。一般随着时间延长，驱 动电压会增加。 3.液晶从原厂瓶取用后，原厂瓶要及时封盖遮光保存，减少敞开暴露在空 气中的时间一般暴露在空气中的时间过长，会增大液晶的漏电流。 4.液晶是有机高分子物质，很容易在各种溶剂中溶解或与其它化学品产生 反应，液晶本身也是一种很好的溶剂，所以在使用和存放过程中要尽量远 离其它化学品。
4、碟型：具有高对称性原状分子重叠组成之碟型或柱 行系统 。
1972年Gruen Teletime，第一支 使用液晶显示器的 手表。
1973年Sharp EL805，第一台使用液 晶显示器的计算器。
1981年EPSON HX-20， 第一台使用液晶显 示器的便携式计算 机。
1989年NEC UltraLite，第一台 笔记本计算机。
1922年法国人弗里德（G. Friedel）仔细分析当时已知的液晶，把他们分为三类：向 列型（nematic）、层列型（smectic）、胆固醇（cholesteric）。 1930-1960年在G.Freidel之后，液晶研究暂时进入低谷，也有人说，1930-1960年期间 是液晶研究的空白期。究其原因，大概是由于当时没有发现液晶的实际应用。但是， 在此期间，半导体电子工业却获得了长足的发展。为使液晶能在显示器中的应用， 透明电极的图形化以及液晶与半导体电路一体化的微细加工技术必不可缺。随着半 导体工业的进步，这些技术已趋向成熟。 20世纪40年代开发出硅半导体，利用传导电子的n型半导体和传导电洞的p型半导体 构成pn介面（pnjunction），发明了二极管和晶体管。 20世纪60年代随着半导体集成电路（integrated circuit）技术的发展，电子设备实现 了进一步的小型化。 1968年任职美国RCA公司的G.H.Heilmeier发表采用DS（dynamic scattering，动态散射） 模式的液晶显示装置。在此之后，美国企业最早开始了数字式液晶手表实用化的尝 试。 1971年一家瑞士公司制造出了第一台液晶显示器。