芳纶纤维
芳纶纤维
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（3）应力－应变曲线是一条直线，属于脆性断裂。断裂延伸率 2.5%，高于CF低于GF。
（4）密度小。 Kevlar-49的密度1.45g/cm3，低于GF、CF， 导致较高的比强度。 (5)良好的韧性:分子主链上苯环间仍有柔顺的链节，微纤呈周期 性弯曲，分子间氢键连接，使纤维具有一定的韧性。 (6)各向异性。由子轴向是伸直的分子链，以化学键相连；横向 分子链间仅以氢键作横向联结，使纤维具有各向异性特点，其 横向强度及模量远低于纵向强度及模量。
(3)汽车工业
大量用作橡胶轮胎的帘子线、高压软管、排气管、摩擦材料和刹车片、 三角皮带、同步齿轮带等传动带、大型运输车和冷藏车的车厢。最近广泛 用作清洁能源的天然气的高压气瓶。
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2．防弹制品
(1)硬质防弹装甲板
芳纶复合材料板、
芳纶与金属复合装甲板以及芳纶与陶瓷复合装甲板已
广泛用于防弹装甲车、防弹运炒车、直升飞机防弹板、 战舰装甲防护板。也可用作防弹头盔。
的软质防弹材料，比超高分子量聚乙烯纤维的防弹性
能和耐热性更好。
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3．缆绳方面的应用
芳纶可用作航空航天的降落伞绳、舰船及码头用缆绳、海上油田用支 撑绳、深海系留绳等。也可用作光纤通讯电缆的加强件和复合材料芯杆。
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4．基础设施和建材方面
1、挡土墙加筋； 2、软土地基加筋，均化应力 3、高填方边坡 防护，提高基底稳定性
Kevlar-49化学结构的三个特征： ①含有大量的苯环，内旋转困难，为处于拉伸状态 的刚性伸直链晶体； ②苯环与酰胺键交替排列，全处于对位，规律性好， 对称性好，结晶性好；
芳纶纤维介绍
芳纶芳纶(芳族聚酰胺纤维)可能是最知名的特种纤维，由尼龙而来，且与尼龙极其类似。
芳纶中含5％直接与两个芳香环相连的酰胺键。
著名的品牌，包括杜邦的Nomex和Kevl~，以及日本帝人公司与Kevl~非常相似的Twaron纤维。
Kevl~的强度和模量比传统的高强尼龙纤维，分别高2倍和9倍。
Kevlar能够应用于如下领域：防弹材料、复合材料支撑物，振动延续阻滞物、轮胎增强材料，高应力作业下的机械橡胶布、高强低延伸的绳索。
Nomex与Kevlar在化学组成上不同，它用异酞酰胺取代对酞酰胺，从而获得有优异耐热性的纤维，在高温条件下有优异的性能。
随着芳纶在安全和强力市场领域应用的深入，市场应用将会缓慢增加，但其量不会显著扩大，问题在于产量／价格／利润之间的相互关系。
从Spandex大量上市导致价格下降的经验来看，如果纤维价格下跌20％-50％，纤维的产量将会急剧增加芳纶纤维全称为"聚对苯二甲酰对苯二胺"，英文为Aramid fiber，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。
芳纶的发明:20世纪60年代由美国杜邦（DuPont）公司成功地开发并率先产业化;芳纶的发展:在30多年的时间里，芳纶纤维走过了由军用战略物资向民用物资过渡的历程，价格也降低了将近一半。
现在国外芳纶无论是研发水平还是规模化生产都日趋成熟。
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，荷兰阿克苏诺贝尔（Akzo Nobel）公司（已与帝人合并）的Twaron 纤维，日本帝人公司的Technora纤维及俄罗斯的Terlon纤维等。
芳纶纤维
芳纶纤维 - 间位芳纶
间位芳纶全称“聚间苯二甲酰间苯二胺”，英文缩写MPIA( poly-m-p纶1313。芳纶1313是一种开发早、应用广、产量大、发展快的耐高温纤维品种，其总量居特种纤维的第二位。其分子结构为：聚间苯二甲酰间苯二胺是排列规整的锯齿型大分子，在熔融以前就已经分解，玻璃化温度Tg为270℃，在350℃以下不会发生明显的分解和碳化。当温度超过400℃时，纤维逐渐发脆、炭化直至分解，但是不会产生熔滴；在火焰中不延燃，具有较好的阻燃性，极限氧指数LOI为29%—32%，性能极佳。间位芳纶的突出特点是优异的耐高温性，良好的尺寸稳定性，优良的可纺性、防火性和耐腐蚀性。
(l)聚间苯二甲酰间苯二胺缩聚物的制备芳纶1313由间苯二甲酰氯(ICI)和间苯二胺(MPD)缩聚而成，其反应式为：生产缩聚物主要有如下三种方法。
①界面缩聚法 把配方量的间苯二胺溶于定量的水中，加入少量的酸吸收剂成为水相。再将配方量的ICI溶于有机溶剂中，然后边强烈搅拌边把ICI溶液加到MPD的水溶液中，在水和有机相的界面上立即发生反应，生成聚合物沉淀，经过分离、洗涤干燥后得到固体聚合物。
③乳液缩聚法 将ICI溶于与水有一定相溶性的有机溶剂（如环己酮），MPD溶于含有酸吸收剂的水中，高速搅拌，使缩聚反应在搅拌时形成的乳液体系的有机相中进行。此方法利于热量传递。此外，还有专利报道有气相缩聚法制备芳香族聚酰胺。
鉴于低温溶液缩聚与界面缩聚、乳液缩聚相比，耗用溶剂少，生产效率高，在直接使用树脂溶液进行纺丝、打浆和制膜时可以省去树脂析出、水洗和再溶解等操作，在生产上更为经济，所以低温溶液聚合
聚合过程包括适量的PPD在缩聚溶剂中溶解，氮气保护下冷却到-15℃，然后伴随搅拌添加TPC，生成的产物是黏稠的糊状浆，反应物允许静置过夜，同时逐渐升温至室温。通过将此反应物在混合器中用水搅拌，洗去溶剂和HCl，聚合物过滤收集。在该反应中，溶剂的选择、反应物的化学计量、体系中水分等因素对决定聚合物分子质量有重
芳纶纤维的密度
芳纶纤维的密度芳纶纤维是一种高性能化学纤维，具有很高的强度、刚度和耐热性，被广泛应用于航空、军事、汽车、体育器材等领域。
而如何正确了解芳纶纤维的密度，对于使用者及生产厂家来说也是非常重要的。
一、芳纶纤维是何种材料？芳纶纤维是由聚对苯二甲酸亚胺（para-aramid）或聚间苯二甲酸亚胺（meta-aramid）纺制而成的高性能化学纤维。
由于其诸多优异的性能，在许多领域都有着广泛应用。
例如，在航空、军事领域，它可以作为战术装备和防护材料；在体育用品制造中，它可以用于制作高档球杆、箭杆等；在工业领域中，它可以用于制作高强度绳索、管道等。
芳纶纤维通常由两种聚合物构成，聚对苯二甲酸亚胺和聚间苯二甲酸亚胺。
聚对苯二甲酸亚胺是一种人工合成的聚合物，具有很高的耐热性和耐化学腐蚀性，常用于制作具有高强度和抗撕裂性的纤维材料。
而聚间苯二甲酸亚胺是一种半合成的聚合物，其材料结构与聚对苯二甲酸亚胺非常相似，但又略有不同。
通常用于制作防火、绝缘或棉装等耐热性要求较低的纤维材料。
总之，芳纶纤维是一种非常特殊的化学纤维，具有很多独特的性能和特点，对于其使用者来说，了解其密度是非常重要的。
芳纶纤维的密度是指单位体积的质量，是衡量纤维材料重量的常用指标。
对于纤维材料来说，密度越大，对应的纤维就越厚实、结实。
所以，在选择和使用纤维材料时，密度也是一个非常重要的参数。
芳纶纤维的密度通常在1.44-1.47（g/cm³）之间。
实际上，芳纶纤维的密度在很大程度上取决于该芳纶纤维材料的具体品种和生产厂家。
不同工艺和生产厂家的芳纶纤维密度存在一定的差异。
因此，在购买芳纶纤维产品时，应仔细查看产品规格和相关参数，以确保所购买的产品能够满足相应的使用要求。
最后，芳纶纤维是一种高性能化学纤维，在其制作和使用过程中，密度是一个非常重要的参数。
要想真正了解芳纶纤维的性能和应用，我们需要对芳纶纤维的密度和相关参数有清晰的认识。
芳纶纤维的种类
芳纶纤维的种类
芳纶纤维是一种高性能合成纤维，具有优异的力学性能、耐热性、耐
化学性、耐磨性和阻燃性等特点，被广泛应用于航空航天、军事、汽车、建筑、电子、体育用品等领域。
根据不同的生产工艺和用途，芳
纶纤维可以分为以下几种类型：
1. 聚对苯二甲酰胺纤维（简称Kevlar）
Kevlar是一种由杜邦公司开发的聚对苯二甲酰胺纤维，具有极高的强度、模量和韧性，比钢铁还要轻，是目前世界上最强的合成纤维之一。
Kevlar广泛应用于防弹衣、防刺衣、安全带、轮胎、船舶、航空航天
等领域。
2. 聚苯硫醚纤维（简称PPS）
PPS是一种由日本东丽公司开发的聚苯硫醚纤维，具有优异的耐热性、耐化学性和耐磨性，可在高温、高压、强酸、强碱等恶劣环境下长期
使用。
PPS广泛应用于汽车、电子、电力、化工等领域。
3. 聚苯醚酮纤维（简称PEEK）
PEEK是一种由美国维斯塔公司开发的聚苯醚酮纤维，具有极高的强度、模量和耐热性，可在高温、高压、强酸、强碱等恶劣环境下长期使用。
PEEK广泛应用于航空航天、医疗、电子、汽车等领域。
4. 聚苯乙烯纤维（简称PSF）
PSF是一种由中国生产的聚苯乙烯纤维，具有良好的耐热性、耐磨性
和阻燃性，可用于制作防火服、防火窗帘、防火毯等防火材料。
5. 聚苯醚纤维（简称PES）
PES是一种由德国拜尔公司开发的聚苯醚纤维，具有良好的强度、模
量和耐热性，可用于制作高温过滤材料、电缆绝缘材料、汽车零部件等。
总之，芳纶纤维具有广泛的应用前景和市场潜力，随着科技的不断进
步和工艺的不断改进，相信芳纶纤维的性能和品质将会不断提高，为
人类的生产和生活带来更多的便利和安全。
芳纶纤维概述
芳纶纤维凡聚合物大分子的主链由芳香环和酰胺键构成，且其中至少85%的酰胺基直接键合在芳香环上，每个重复单元的酰胺基中的氮原子和羰基均直接与芳香环中的碳原子相连接并置换其中的一个氢原子的聚合物称为芳香族聚酰胺纤维，我国定名为芳纶纤维。
芳纶纤维有两大类：全芳族聚酰胺纤维和杂环芳族聚酰胺纤维。
全芳族聚酰胺纤维主要包括对位的聚对苯二甲酰对苯二胺和聚对苯甲酰胺纤维、间位的聚间苯二甲酰间苯二胺和聚间苯甲酰胺纤维、共聚芳酰胺纤维以及如引入折叠基、巨型侧基的其它芳族聚酰胺纤维。
杂环芳族聚酰胺纤维是指含有氮、氧、硫等杂质原子的二胺和二酰氯缩聚而成的芳纶纤维，如有序结构的杂环聚酰胺纤维等。
1、聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）纤维PPTA纤维是芳纶在复合材料中应用最为普遍的一个品种。
中国于80年代中期试生产此纤维，定名为芳纶1414（芳纶II）。
芳纶纤维具有优异的力学、化学、热学、电学等性能。
PPTA纤维具有高拉伸强度、高拉伸模量、低密度、优良吸能性和减震、耐磨、耐冲击、抗疲劳、尺寸稳定等优异的力学和动态性能；良好的耐化学腐蚀性；高耐热、低膨胀、低导热、不燃、不熔等突出的热性能以及优良的介电性能。
2、聚对苯甲酰胺（PBA）纤维中国于80年代初期曾试生产此纤维，定名为芳纶14（芳纶I）。
芳纶I的拉伸强度比芳纶II低约20%，但拉伸模量却高出50%以上。
芳纶I热老化性能好，这些性能用作某些复合材料的增强剂是很有利的。
3、芳纶共聚纤维采用新的二胺或第三单体合成新的芳纶是提高芳纶纤维性能的重要途径。
（1）对位芳酰胺共聚纤维它是由对苯二甲酰氯与对苯二胺及第三单体3，4'-二氨基二苯醚在N，N'-二甲基乙酰胺等溶剂中低温缩聚而成的。
共聚物溶液中和后直接进行湿法纺丝和后处理而得的各种产品。
（2）聚对芳酰胺苯并咪唑纤维一般认为它们是在原PPTA的基础上引入对亚苯基苯并咪唑类杂环二胺，经低温缩聚而成的三元构聚芳酰胺体系，纺丝后再经高温热拉伸而成。
芳纶纤维的分子式
芳纶纤维的分子式一、芳纶纤维简介芳纶纤维是一种聚合物纤维，它具有极高的强度、耐热性和耐化学腐蚀性。
它是由芳香环和酰亚胺基团组成的。
芳纶纤维的分子式是(C14H10N2O2)n，其中n代表重复单元的数量。
二、芳纶纤维的分子式解析分子式 (C14H10N2O2)n 可以分解为四个组成部分，分别是C14H10、N2、O2和n。
下面将对这四个部分进行解析。
1. C14H10C14H10代表芳纶纤维分子中含有14个碳原子和10个氢原子。
C14H10是一个芳香环，由苯环和取代基组成。
苯环是由6个碳原子和 6 个氢原子构成的环状结构。
芳纶纤维中的苯环通过共价键连接在一起，形成一个长链。
2. N2N2代表芳纶纤维分子中含有2个氮原子。
氮原子是芳纶纤维中的酰亚胺基团的组成部分。
酰亚胺基团是由一个碳原子、两个氮原子和一个氧原子构成的。
3. O2O2代表芳纶纤维分子中含有2个氧原子。
氧原子与碳原子和氮原子形成键连接，稳定纤维结构。
4. nn代表芳纶纤维分子中重复单元的数量。
芳纶纤维通过聚合反应形成高分子链，重复单元不断重复连接形成长链结构。
重复单元的数量n决定了芳纶纤维的长度。
三、芳纶纤维的结构与性质芳纶纤维的分子式确定了其特殊的结构和优秀的性质。
芳纶纤维中的芳香环使其具有较高的强度和刚性，适用于许多高强度应用。
酰亚胺基团的存在使芳纶纤维具有良好的耐热性和耐化学腐蚀性。
芳纶纤维的结构和性质主要有以下几个方面：1. 高强度和刚性芳纶纤维由于芳香环的存在，具有较高的强度和刚性。
其强度比钢高5倍，模量比钢高2倍，是一种理想的高强度纤维材料。
芳纶纤维在应用中被广泛用于制造高强度的复合材料，如航空航天领域的复合材料结构件。
2. 耐热性芳纶纤维在高温下仍能保持良好的性能。
其可以在500℃的温度下长时间使用而不熔化，不发生脆性断裂。
这使得芳纶纤维广泛应用于高温环境中，如航空发动机部件、阻燃服装等领域。
3. 耐化学腐蚀性芳纶纤维对酸、碱和有机溶剂等化学物质具有良好的耐腐蚀性。
芳纶纤维规格
芳纶纤维规格芳纶纤维是一种具有优异性能和广泛应用领域的高性能合成纤维。
本文将从芳纶纤维的定义、特点、制造工艺和应用等方面进行详细介绍。
一、芳纶纤维的定义芳纶纤维是一种由芳香族聚合物制成的合成纤维。
它的主要成分是聚对苯二甲酸乙二醇酯，具有高强度、高模量、耐热、耐腐蚀等特点，常用于制作防弹衣、防护服、高温过滤材料等。
二、芳纶纤维的特点1. 高强度：芳纶纤维的强度比钢铁还要高，是一种非常强硬的纤维材料。
2. 高模量：芳纶纤维的模量也很高，具有较好的抗变形能力。
3. 耐热性：芳纶纤维能够在高温环境下保持良好的性能，其熔点高达400℃以上。
4. 耐腐蚀性：芳纶纤维对酸、碱、有机溶剂等具有较好的耐腐蚀性能。
5. 低热收缩性：芳纶纤维具有较低的热收缩率，能够在高温下保持良好的尺寸稳定性。
三、芳纶纤维的制造工艺芳纶纤维的制造工艺主要包括聚合物合成、纺丝、拉伸、热定型等步骤。
1. 聚合物合成：芳纶纤维的制造首先需要合成聚对苯二甲酸乙二醇酯。
这一步骤一般通过聚酯交换反应来完成。
2. 纺丝：将聚合物熔融后通过纺丝机进行纺丝，形成连续的纤维。
3. 拉伸：纺丝后的芳纶纤维需要经过拉伸处理，以提高其强度和模量。
4. 热定型：拉伸后的芳纶纤维需要通过热定型来固定其形态和性能。
四、芳纶纤维的应用1. 防弹衣：芳纶纤维具有高强度和耐热性，常被用于制作防弹衣，能够提供有效的身体防护。
2. 防护服：芳纶纤维具有耐腐蚀性和阻燃性，常被用于制作化学品防护服、火焰防护服等。
3. 高温过滤材料：芳纶纤维能够在高温环境下保持良好的性能，常被用于制作高温过滤材料。
4. 航空航天领域：芳纶纤维具有轻质高强度的特点，被广泛应用于航空航天领域，如制作飞机零部件、航天器热防护材料等。
5. 汽车工业：芳纶纤维的高强度和耐热性使其成为汽车制造中的重要材料，常用于制作发动机零部件、制动系统等。
6. 体育用品：芳纶纤维的高强度和耐磨性使其成为制作体育用品的理想材料，如网球拍、高尔夫球杆等。
芳纶纤维的研究现状及其发展
芳纶纤维的研究现状及其发展芳纶纤维，又称为芳纶聚酰胺纤维。
它是一种由聚芳酰胺（aramid）所制成的纤维，具有高强度、高模量、优异的耐热性、抗腐蚀性和耐磨损性等特点。
芳纶纤维广泛应用于防弹材料、防护服装、绝缘材料、航空航天、车辆制造、电子产品和船舶等领域。
现将芳纶纤维的研究现状及发展进行概述。
1.纤维性能的研究：芳纶纤维的研究主要集中在纤维的性能改进和新型纤维的开发上。
近年来，研究人员通过改变芳纶纤维的纺丝工艺和化学结构，提高了其耐热性、力学性能和抗水解性。
同时，研究人员也致力于探索新型芳纶纤维，如改性芳纶纤维、混合纤维和纳米芳纶纤维，以满足不同领域的需求。
2.工艺技术的研究：芳纶纤维的制备过程中，纺丝、拉伸和后处理工艺对纤维性能具有重要影响。
目前，纺丝工艺主要有湿法纺丝法和干法纺丝法。
研究人员通过改变纺丝参数、纺丝溶液组成和纺丝设备，提高了纤维的拉伸性能和热稳定性。
同时，后处理技术也得到了广泛研究，如热固定、改性膜法和表面功能化等，以进一步提高芳纶纤维的性能。
3.应用研究的进展：芳纶纤维在防护领域的应用得到了广泛关注。
特别是在防弹材料和防护服装领域，芳纶纤维展现出了出色的性能。
研究人员对纤维的防弹性能进行了深入研究，并开发了具有更高防护能力的芳纶纤维复合材料。
此外，芳纶纤维在航空航天、车辆制造和电子产品等领域也有广泛应用的前景。
4.环境友好型纤维的研究：在当前环保意识不断增强的背景下，研究人员开始关注环境友好型芳纶纤维的研究。
他们利用可再生资源和新型合成方法，开发出低能耗、低排放的纤维制备技术，减少对环境的影响。
此外，研究人员还致力于研发可生物降解的芳纶纤维，以解决纤维废弃物对环境造成的问题。
总的来说，芳纶纤维的研究现状和发展趋势呈现出多样性，包括纤维性能的改进，工艺技术的研究，应用研究的进展和环境友好型纤维的研发。
随着科学技术的不断进步和需求的不断增长，芳纶纤维有望在更多领域得到广泛应用。
芳纶纤维特点及应用
芳纶纤维特点及应用芳纶纤维，又称为聚酰亚胺纤维（Polyaramid Fiber），是一种高强度、高模量、耐热、耐化学品腐蚀的合成纤维。
它的英文名称为Aramid Fiber，具有对应力、电子和热量有很好的抵抗性能，因此在航空航天、国防军事、汽车、建筑、体育用品等领域有着广泛的应用。
芳纶纤维的主要特点如下：1. 高强度：芳纶纤维的强度为普通纤维的5-6倍，比钢的强度还要高，是目前最强的合成纤维之一。
2. 高模量：芳纶纤维的模量非常高，使其在受力时能够保持形状稳定，不易变形。
3. 耐热性：芳纶纤维能够在高温下保持良好的性能，能够承受高达400的温度，具有很好的耐火性能。
4. 耐化学品腐蚀性：芳纶纤维能够在强酸、强碱等腐蚀性环境下保持稳定，不受化学品的腐蚀。
5. 耐磨性：芳纶纤维具有很高的耐磨性，不易磨损和断裂，能够保持长时间的使用寿命。
6. 低密度：芳纶纤维的密度比钢和其他合成纤维低，使得使用芳纶纤维制成的材料更加轻便。
芳纶纤维在许多领域有着广泛的应用：1. 航空航天：芳纶纤维因其轻量化、高强度、高模量等特点，被广泛应用于制造飞机、导弹、卫星等航空航天设备中，如制作航空飞行器舵面、发动机零部件等。
2. 国防军事：芳纶纤维的高强度和耐热性使其成为制造防弹衣、制止子弹的优质材料。
其轻量化的特性也能增加士兵的机动性和便携性。
3. 汽车：芳纶纤维可以用于制造汽车内饰、座椅材料以及其他零部件。
其具有良好的阻燃性和耐磨性，在车辆碰撞时，能起到一定的防护作用。
4. 建筑：芳纶纤维因其耐高温性能，被广泛应用于建筑行业中，如消防服装、防火遮阳板等，能够起到防火、隔热的作用。
5. 体育用品：芳纶纤维制成的材料可以用于制作体育用品，比如弓弩、箭杆、网球线、高尔夫球杆等。
其高强度和耐磨性可以提供更好的使用体验。
总之，芳纶纤维以其优异的性能在各个领域得到了广泛的应用，随着技术的不断发展和创新，芳纶纤维的应用领域将会越来越广阔。
芳纶纤维
2. 对位芳香族聚酰胺纤维 (1)聚对苯甲酰胺（聚对胺基苯甲酰）纤维Poly（P-benzamide） 聚对苯甲酰胺（聚对胺基苯甲酰）纤维 聚对苯甲酰胺 （ ） 简称PBA纤维。 纤维。 简称 纤维
NH
CO n
(2)聚对苯二甲酰对苯二胺纤维 聚对苯二甲酰对苯二胺纤维 Poly（P-Phenlene terephthalamide）简称 （ ）简称PPTA纤维 纤维
简单流程图 第一阶段
第二阶段
1. Kevlar的缩聚工艺 Kevlar的缩聚工艺 （1）原料 ） 1）对苯二甲酰氯 ） 2）对苯二胺 ） 3）溶剂 ） （2）缩聚反应 ）
（3）操作方式和特点
方式名称 操作过程 方法特点
间隙缩聚 N2气保护下聚合物单体溶 设备利用率低 液在反应器中缩聚， 液在反应器中缩聚，除去 限制大规模生产 产物中的盐酸和溶剂（ 产物中的盐酸和溶剂（ 聚合物成本低 连续缩聚 气相缩聚 将对苯二胺和对苯二甲酰 不需要溶剂 氯及氮气在反应器中进行 产物纯度高 气相缩聚 纤维性能高
液晶的基本概念
物质的状态:固态，液态，气态 物质的状态:固态，液态，
气态： 气态： 液态：具有高的流动性， 液态：具有高的流动性，构成液体的分子能够在整个体积中自由 移动，不具有长程有序，各向同性。 移动，不具有长程有序，各向同性。 固态：具有一定的形状， 固态：具有一定的形状，构成固体的分子或原子在固体中具有有 序规整的排列，具有长程有序，具有各向异性。 序规整的排列，具有长程有序，具有各向异性。 液晶（ ）：是介于各向同性的液体和完全有序的晶 液晶（Liquid Crystals）：是介于各向同性的液体和完全有序的晶 ）： 体之间的一种取向有序的流体，它既有液体的流动性， 体之间的一种取向有序的流体，它既有液体的流动性，又有晶体 的双折射等各向异性的特征；是一种中间态。 的双折射等各向异性的特征；是一种中间态。
第10章芳纶纤维
两种干喷混纺装置示意图
第四节 凯芙拉纤维的制品
凯芙拉纤维可以制成各种连续长纤维的粗、细纱，并可以 纺织加工成各种织物。 粗纱和细纱的物理力学性能见表4。 粗纱也用于缠绕制品及挤拉成型工艺。 芳纶纤维制品的型号和规格见表5；凯芙拉-49织物的性质 见表6。 凯芙拉-49织物具有高的拉伸性能和低的断裂延伸率。 表6所列的有机纤维织物与玻璃纤维织物在结构上很类似， 在用途上也有相似的适用性。
表4
凯芙拉-49细钞和粗纱的物理力学性能
性能 数值
160 500 无强度损失 无强度损失 3170 2720 无模量损失 无模量损失 113.6 110.3
在空气中高温下长期使用的温度（℃） 分解温度（℃） 拉伸强度 （MPa） 在室温下16个月 在50 ℃空气中2个月 在100 ℃空气中 在200 ℃空气中 在室温下16个月 拉伸弹性模量 （GPa） 在50 ℃空气中2个月 在100 ℃空气中 在200 ℃空气中
燃烧热（KJ/g）
34.8
表5 常用芳纶织物
注:拉伸试验的试样宽度为1cm。
第五节 芳纶纤维及其复合材料的应用
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。 在航空方面：各种整流罩、机翼前缘、襟翼、方向舵、 安定面翼尖、尾锥、应急出口系统构件等。 在航天方面：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。 其他军事方面：防护材料，如坦克、装甲车、飞机、艇 的防弹板以及头盗和防弹衣等。 芳绝增强复合材科可大幅度减轻制品的质量，故在民用 工业方面应用也十分广泛，造船工业，体育用品。
(2)聚N ，N，-间苯双-(间苯甲酰胺)对苯二甲酰胺纤维 其分子结构式为：
芳纶纤维的密度
芳纶纤维的密度芳纶纤维是一种合成纤维，具有优异的性能和广泛的应用领域。
密度是物质单位体积的质量，对于芳纶纤维来说，其密度是一个重要的物理属性。
本文将详细介绍芳纶纤维的密度以及与其相关的知识。
一、芳纶纤维的基本概念和性质芳纶纤维是以芳香族聚酰胺为基本单位的合成纤维，具有许多优良特性。
它具有高强度、高模量、高玻璃转化温度（Tg）等特点，而密度也是其重要的性能指标之一。
据统计，芳纶纤维的密度约为1.38-1.45克/立方厘米，根据不同的牌号和品牌等因素，可能会有所差异。
二、芳纶纤维密度的影响因素1. 分子结构：芳纶纤维的分子结构对其密度有直接影响。
通常来说，芳纶纤维中聚酰胺的链段数以及分子量越大，其密度越高。
2. 纺丝工艺：芳纶纤维的纺丝工艺也会对密度产生影响。
在纺丝过程中，温度、拉伸倍数等参数的调控均可能引起纤维内部的结构变化，从而影响密度。
3. 拉伸处理：芳纶纤维在拉伸处理过程中，分子链会发生定向排列，从而导致纤维的密度发生变化。
一般来说，拉伸处理会使芳纶纤维的密度增加。
三、芳纶纤维密度与其他性能指标的关系1. 强度和密度：芳纶纤维的密度较大，而其强度非常高，这使其成为一种理想的高性能纤维材料。
芳纶纤维的高强度-密度比使其在航空航天、防弹材料等领域有着广泛的应用。
2. 保温性能和密度：芳纶纤维的高密度也使其具有较好的保温性能。
它可以有效隔热，并广泛应用于保温材料、阻燃材料等领域。
3. 密度和耐化学性：芳纶纤维的高密度赋予其较强的耐化学性能，可以耐受许多常见的化学物质的侵蚀。
因此，芳纶纤维在化工、能源等领域有着广泛应用。
综上所述，芳纶纤维的密度大约在1.38-1.45克/立方厘米之间。
芳纶纤维的密度受到多个因素的影响，如分子结构、纺丝工艺和拉伸处理等。
芳纶纤维的高强度-密度比和其他优异性能使其在各个领域有广泛的应用前景。
我们相信，通过不断的研究与发展，芳纶纤维的性能和应用将得到更大的突破。
Twaron和Technora性能介绍
Twaron和Technora性能介绍1.1 芳纶纤维特性及应用芳纶纤维是全芳香族聚酰胺纤维（Aromatic Polyamide Fiber）的通称。
它是二十世纪六、七十年代由美国杜邦（Dupont）公司率先研制开发的一种合成纤维。
根据化学结构不同，芳纶纤维可分为以高强度、高弹性模量为主要特征的对位芳纶和以高强度、耐热性、绝缘性为主要特征的间位芳纶，以及近年来国内研制的芳纶III。
1.1.1 对位芳纶对位芳纶在芳纶纤维中应用最为广泛，主要有两大类产品。
一类为聚对苯甲酰胺纤维（简称PBA纤维），另一类为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维（简称PPTA)。
聚对苯甲酰胺纤维（PBA）为第一代对位芳纶。
在国内被称为芳纶I或芳纶14，在国外又被称为Fiber B，目前应用较少，分子结构如图1所示。
图1 PBA分子结构式聚对苯二甲酰对苯二胺[poly phenylene terephthalamide]纤维，简称PPTA纤维，由对苯二甲酰氯和对苯二胺缩聚而成，采用干喷湿纺的液晶纺丝方法制备成对位芳纶纤维，PPTA的分子式如图2所示，分子链呈直线状排列。
全球范围内的主要品牌有：美国杜邦公司的Kevlar纤维、荷兰阿克苏诺贝尔（Akzo Nobel）公司（已与帝人合并）的Twaron纤维、日本帝人公司的Technora纤维、俄罗斯的Terlon纤维、烟台泰和新材的Taparan（泰普龙）纤维。
由于其功能团在苯环的1，4位连接，所以我国称其为芳纶1414，也称为芳纶II。
图2 PPTA分子结构式杜邦公司采用低温溶液缩聚法生产PPTA，即先将一定量的对苯二胺（PPD）溶解在溶剂中，在氮气保护下冷却到-15℃，然后在搅拌下加入对苯二甲酰氯（TPC）。
所用的溶剂为二甲基乙酰胺（DMAc）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、六甲基磷酰胺（HMPA）等酰胺型非质子极性溶剂。
反应一段时间后，将反应产物用水沉析，然后经分离、洗涤、粉碎和干燥得到需要的成纤高聚物。
芳纶纤维的种类
芳纶纤维的种类引言芳纶纤维是一种高性能纤维，具有优异的物理和化学性质，被广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍芳纶纤维的种类及其特点。
一、聚对苯二甲酸亚胺纤维（PI纤维）1.特点：–高温稳定性：PI纤维可长期在400℃下使用，短期耐温可达600℃以上。
–优异的力学性能：具有较高的强度和模量。
–良好的电绝缘性：PI纤维是一种优异的电绝缘材料。
–良好的耐腐蚀性：PI纤维对大多数有机溶剂和酸碱具有很好的耐腐蚀性。
2.应用领域：–航空航天：制作高温环境下工作的部件，如引擎零件、导弹燃气发生器等。
–电子领域：用于制作电机绝缘材料、电缆绝缘材料等。
–化工领域：用于制作耐蚀设备。
二、聚间苯二甲酸亚胺纤维（PBI纤维）1.特点：–极高的玻璃化转变温度：PBI纤维的玻璃化转变温度超过500℃。
–良好的耐热性：PBI纤维可在高温下保持较高的强度。
–优异的阻燃性：PBI纤维是一种自灭火纤维，不会熔化滴落。
–良好的耐化学性：PBI纤维对酸碱溶液和有机溶剂具有良好的耐性。
2.应用领域：–纺织品：制作耐高温、耐腐蚀的纺织品，如防火服、高温过滤材料等。
–电子领域：用于制作高温电缆绝缘材料。
–能源领域：制作高温燃料电池膜。
三、聚苯醚腈纤维（PEN纤维）1.特点：–优异的强度和弹性模量：PEN纤维具有较高的强度和弹性模量。
–良好的耐热性：PEN纤维可在150℃下使用，短期耐温可达200℃。
–良好的耐化学性：PEN纤维对大部分有机溶剂和酸碱具有较好的稳定性。
2.应用领域：–纺织品：制作高强度、高弹性的纺织品。
–印花领域：用于制作高品质的印花纺织品。
–功能材料：制作高性能复合材料。
四、聚酰胺纤维（PA纤维）1.特点：–优异的强度和弹性模量：PA纤维具有较高的强度和弹性模量。
–良好的耐磨性：PA纤维是一种耐磨纤维，适用于制作高磨损场合的材料。
–良好的吸湿性：PA纤维对水蒸气具有很好的吸湿性。
2.应用领域：–纺织品：制作高强度、耐磨的纺织品，如运动服装、工装等。
知识点三芳纶纤维分析
知识点三芳纶纤维分析
内容需要包括芳纶纤维的性能、特点、各种改性方法、应用领域等芳纶纤维是一种低密度聚芳醚和芳醚-醚醚酮纤维的合成混合物。
芳纶纤维由于具有极高的抗拉断强度，轻质，低储气比重，耐蚀性，弹性，耐老化，耐高温，透气性，柔软性，低摩擦系数，低氧燃烧性，易于染色等优异性能，广泛应用于服装、箱包、鞋帽、汽车等行业。
芳纶纤维的特点：
1.由于结晶结构稳定，原料资源丰富，耐老化性能优良，芳纶纤维具有极高的抗拉断强度、抗拉伸性能、抗折形性能、抗老化性能和耐蚀性，可以长期保持其形状、强度、柔韧性和抗折形性能，较高的静态和动态应力-应变性能；
2.芳纶纤维表面光滑，柔软，质轻，拉伸性能高，营孔性能高，抗水洗性能强，易于染色，色牢度高，耐污性能好，能够承受较大的拉伸及表面加工；
3.芳纶纤维具有良好的低摩擦系数，低氧燃烧性，大面积绝缘，高耐热性和良好的绝缘能力，使其特别适用于各种电子机械结构的制造；。
芳纶纤维介绍
芳纶纤维全称为"聚对苯二甲酰对苯二胺",英文为Aramid fiber（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。
芳纶纤维是重要的国防军工材料，为了适应现代战争的需要，目前，美、英等发达国家的防弹衣均为芳纶材质，芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有效提高了军队的快速反应能力和杀伤力。
在海湾战争中，美、法飞机大量使用了芳纶复合材料。
除了军事上的应用外，现已作为一种高技术含量的纤维材料被广泛应用于航天航空、机电、建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个方面。
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，据国外资料显示，在宇宙飞船的发射过程中，每减轻1公斤的重量，意味着降低100万美元的成本。
除此之外，科技的迅猛发展正在为芳纶开辟着更多新的民用空间。
据报道，目前，芳纶产品用于防弹衣、头盔等约占7～8%，航空航天材料、体育用材料大约占40%；轮胎骨架材料、传送带材料等方面大约占20%左右，还有高强绳索等方面大约占13%。
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），自20世纪60年代由美国杜邦（DuPont）公司成功地开发出芳纶纤维并率先产业化后，在30多年的时间里，芳纶纤维走过了由军用战略物资向民用物资过渡的历程，价格也降低了将近一半。
现在国外芳纶无论是研发水平还是规模化生产都日趋成熟。
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，荷兰阿克苏诺贝尔（Akzo Nobel）公司（已与帝人合并）的Twaron纤维，日本帝人公司的Technora纤维及俄罗斯的Terlon纤维等。
芳纶纤维的密度
芳纶纤维的密度芳纶纤维是一种高性能合成纤维，其密度是大约1.39克/立方厘米。
下面将详细介绍芳纶纤维的性质、制备、用途和优缺点。
芳纶纤维是由芳香族聚酰胺制成的合成纤维，其独特的结构和化学性质赋予了它许多优异的特性。
首先，芳纶纤维具有极高的强度和刚度，比普通的纤维强度高出近10倍。
这种强度使得芳纶纤维成为一种出色的增强材料，广泛应用于航空航天、汽车、船舶和建筑等行业的复合材料中。
其次，芳纶纤维具有优异的耐热性能，能够在高温环境下保持稳定性，不熔化或变软。
这使得它成为一种理想的阻燃材料，用于制作防火服、电缆护套和火焰阻隔材料等。
制备芳纶纤维主要有两种方法：溶胶浸渍法和气相聚合法。
溶胶浸渍法是将芳纶聚合物先制备成溶液，然后通过浸渍法将其转化为连续纤维。
这种方法制备的纤维通常具有较好的机械性能和热稳定性，但成本较高。
气相聚合法则是将芳纶原料在高温下进行气相聚合反应，通过拉伸和固化来得到纤维。
这种方法制备的纤维成本较低，但机械性能和热稳定性相对较差。
芳纶纤维具有广泛的应用领域。
其中，一次性防护产品是最常见的应用之一，例如一次性防护服、口罩和手套等。
这是因为芳纶纤维具有独特的抗化学品、酸碱和抗菌性能，能够有效防止物理和化学性危害。
此外，芳纶纤维也广泛用于高性能工业绳索、缆索和加强材料。
由于其轻巧且具有高拉伸强度，所以在运输和建筑工程中得到了广泛应用。
然而，芳纶纤维也存在一些缺点。
首先，芳纶纤维的制造过程较为复杂，需要高温和高压的环境，导致其生产成本较高。
其次，由于芳纶纤维具有非极性的结构，与其他材料之间的结合性较差，制造复合材料时需要使用黏合剂来提高其粘结强度。
此外，芳纶纤维的染色性也较差，必须采用特殊的染色工艺。
综上所述，芳纶纤维是一种具有高强度、耐热性和抗化学性的合成纤维。
它在许多领域具有广泛的应用，例如防火材料、防护产品和高性能复合材料等。
尽管芳纶纤维存在一些缺点，但其独特的特性使得它成为一种重要的功能材料，对现代社会的发展具有重要意义。
芳纶纤维
防弹纤维—芳纶1414
防弹纤维—芳纶1414
几乎与芳纶1313的发明同步，杜邦公司在上世纪六十年代末研制出另一种高性能合成纤维—芳纶1414，其 商品于1972年首次问世，定名为Kevlar®(凯芙拉)。
芳纶1414外观呈金黄色，貌似闪亮的金属丝线，实际上是由刚性长分子构成的液晶态聚合物。由于其分子链 沿长度方向高度取向，并且具有极强的链间结合力，从而赋予纤维空前的高强度、高模量和耐高温特性。
芳纶1414首先被应用于国防军工等尖端领域。为适应现代战争及反恐的需要，美、俄、英、德、法、以色列、 意大利等许多国家军警的防弹衣、防弹头盔、防刺防割服、排爆服、高强度降落伞、防弹车体、装甲板等均大量 采用了芳纶1414。在防弹衣中，由于芳纶纤维强度高，韧性和编织性好，能将子弹冲击的能量吸收并分散转移到 编织物的其它纤维中去，避免造成“钝伤”，因而防护效果显著。
简介
简介
芳纶纤维是重要的国防军工材料，为了适应现代战争的需要，目前，美、英等发达国家的防弹衣均为芳纶材 质，芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有效提高了军队的快速反应能力和杀伤力。在海湾战争中，美、法飞机大量使 用了芳纶复合材料。除了军事上的应用外，现已作为一种高技术含量的纤维材料被广泛应用于航天航空、机电、 建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个方面。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，据国外资料显示，在宇宙飞船的发射过程中，每减轻1公斤的重量，意味着降低100万美元的成本。除此 之外，科技的迅猛发展正在为芳纶开辟着更多新的民用空间。据报道，目前，芳纶产品用于防弹衣、头盔等约占 7～8%，航空航天材料、体育用材料大约占40%；轮胎骨架材料、传送带材料等方面大约占20%左右，还有高强绳 索等方面大约占 13%。
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20~24nm、宽 6~11nm）。
碳纤维(a)、芳纶纤维(b)和玻 璃纤维(c)的断口比较
(a)
(b)
(c)
（3）芳纶的性能
物理性能 ⊙密度小，为1.44g/cm3 ⊙比强度高（高于碳纤维和硼纤维） ⊙比模量虽然较高，但低于碳纤维和硼纤维； ⊙韧性好、抗冲击性好、加工性好； ⊙压缩强度不高（为拉伸强度的1/5）； ⊙剪切强度不高（为拉伸强度的1/17）； ⊙ Kevlar-149的弹性模量高于Kevlar-49； ⊙ Kevlar-149的高温强度保留率最高。
★后来则以超高分子量（>106）聚乙烯（UHMW-PE）的溶 液纺丝法得到模量高达200GPa的有机纤维。
★1971年，美国杜邦公司公布了以“Kevlar”为商品名的芳 纶的生产和性能。
2.3.1.1 概述
★芳纶（aramid fiber）是由芳香族聚酰胺树脂 （aromatic polyamide risen）纺成的纤维。
液晶再纺丝）。 ◆虽然芳纶Ⅰ比芳纶Ⅱ的拉伸强度低约20%，但拉
伸模量却高出50%以上，相当于Kevlar-49的水平。 ◆芳纶Ⅰ的起始分解温度（474℃）比Kevlar-49的
（520℃）低，但分解终点温度相近。 ◆芳纶Ⅰ在高温下的强度保持率和热老化性能优于
Kevlar-49。
表2-12 芳纶Ⅰ与芳纶Ⅱ及其他纤维力学性能的比较
②纺丝
★纺丝液的配制 ▽浓硫酸（浓度为100%）+聚对苯二甲酰对苯
二胺（PPTA）配成液晶溶液（称为明胶） ▽溶液浓度（配比）：PPTA/浓硫酸=20/100 ▽PPTA在浓硫酸中形成向列型液晶态，聚合
物呈一维取向有序排列。
三种纺丝方法：
a.湿纺(wet spinning)：将明胶经针孔挤出，进入冷 凝液体中快速冷却，最后在惰性气体中热处理。
芳纶作为增强材料
应用于战略导弹： 20世纪70年代初期，用缠绕法制造了Kevlar-49增强环
氧树脂复合材料如下结构件： ◇ 美国核潜艇“三叉戟”C4潜地导弹的固体火箭发动机壳体； ◇美国战略型号MX陆基机动洲际导弹的三级发动机和新型潜地
“三叉戟Ⅱ”D5导弹的第三级发动机； ◇前苏联SS-24、SS-25铁路和公路机动洲际导弹各级固体发动
★国外称为芳酰胺纤维,我国定名为芳纶。
凡聚合物大分子的主链由芳香环和酰胺键 构成，且其中至少有85%的酰胺基直接键合在 芳香环上，每个重复单元的酰胺基中的氮原子 和羰基直接与芳香环中的碳原子相连接并置换 其中一个氢原子的聚合物，称为芳香族聚酰胺 树脂。
◇实用于高性能复合材料的芳酰
胺纤维的主要品种
美国杜邦公司生产： ◆聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维 ◆聚对苯甲酰胺(PBA)纤维 日本帝人公司生产： ◆对位芳酰胺共聚纤维（Technora） 俄罗斯生产： ◆聚对芳酰胺苯并咪唑纤维(CBM) ◆APMOC纤维
杜邦公司PPTA纤维的主要牌号
在复合材料中应用最普遍的是PPTA纤维，Du pont 公司PPTA纤维的主要牌号有： ◆第一代（RI型）：Kevlar-29、Kevlar-49 ◆第二代(Hx系列）：Ha（高粘接型）、Ht（Kevlar-129、 高强型）、He（Kevlar-100、原液着色型）、Hp （Kevlar-68、高性能中模型）、Hm（Kevlar-149、高 模型）、He（Kevlar-119、高伸长型）。
◇软质防弹背心 第一代防弹芳纶是Kevlar-29和 Twaron-1000；第二代防弹芳纶是Kevlar-129 和Twaron CT-2000;最新的软质防弹背心材料 是Gold Flex,这是一种由高档防弹芳纶的无纬 布与高性能聚乙烯薄膜制成的柔性片组合而成 的，比超高分子量聚乙烯纤维的防弹性能和耐 热性更佳。
b.干喷(dry jet)：将明胶由喷丝嘴喷出，经过一段空 气层快速拉伸使分子取向，最后进行热处理。
c.干喷—湿纺(the dry jet-wet spinning process)是常 用的纺丝方法。
干喷—湿纺(the dry jet-wet spinning process)是常用的纺丝方法。
芳纶的化学性能
⊙热稳定、耐火、不溶、自熄性材料。真空中长期使 用温度为160℃，-60℃也不脆； ⊙ Tg =（250~400）℃； ⊙热膨胀系数低（300℃以下，纵向为负值）； ⊙具有良好的耐化学介质性（但不耐强酸、强碱）； ⊙耐疲劳、耐磨、电气绝缘、透电磁波。 ⊙对紫外线敏感。
芳纶的不足
⊙耐光性差，暴露于可见光和紫外线时会产生光致 降解（即力学性能下降和褪色）。用高吸收率材 料对Kevlar纤维增强聚合物基复合材料作表面涂 层，可以减缓其光致降解；
研究； ◇合成新型的芳纶； ◇研制PPTA纤维与其他纤维混杂增强的
◇用芳纶/环氧或碳/环氧外全缠热塑性塑料内料制 作全复合材料的天然气气瓶。它能清洁能源，安 全可靠，比钢瓶减重一半以上。
◇国外研制将它用于电动汽车和电、气混用汽车的 贮能飞轮。
芳纶应用于防弹制品
◇硬质防弹装甲板 芳纶复合材料板、芳纶与金 属复合装甲板、芳纶与陶瓷复合装甲板广泛用 于防弹装甲车、防弹运钞车、直升飞机防弹板、 战舰装甲防护板和防弹头盔。
◇用于直升飞机上的机身外蒙皮、旋翼、螺旋浆和雷达天 线罩等。
◇ ARALL超混复合层板 以芳纶环氧无纬布与薄铝板交叠 铺层、再热压制成的聚合物-金属复合材料，称为超混杂 复合材料。是具有许多超混杂优异性能（比强度高、比 模量高、疲劳寿命是铝的100~1000倍，阻尼和耐噪声性 能较铝好，加工性能较芳纶/环氧好）的新型结构材料。
1）PPTA纤维的制备过程
合成PPTA的原料包括： △对苯二甲酰氯（Terephthaloyl chloride）
△对苯二胺（p-phenglene diamine）
△强极性的酰胺类溶剂（二甲基乙酰胺或六甲基磷 酸胺），选用强极性的酰胺类溶剂，是为了将开 始生成的聚合物留在溶液中。
PPTA的合成
空
旋转鼓轮
气
隙
喷
凝胶液体
丝
嘴
生产PPTA纤维的干喷-湿纺工艺示意图
干喷—湿纺的特点：
♀用干喷—湿纺方法纺丝时，在剪切力作 用下，PPTA极易沿作用力方向取向。
♀采取干喷—湿纺液晶纺丝工艺，可抑制 卷曲或折叠链产生，使分子链沿轴向进 一步高度取向，形成几乎为100%的次晶 结构。
（2）PPTA的结构
2.3 有机纤维
2.3.1 芳纶 2.3.2 超高分子量聚乙烯纤维
有机纤维概述
★从C-C键具有高强度获得启示，如果聚合物大的线型分子 链的主链沿纤维轴向排列，推想也会呈现高强度和高模量。
★在20世纪70年代中期，开展了相关研究，并报道了所研制
的有机纤维增强体（特别是聚乙烯和芳纶）的生产和性能。
★以高拉丝速率、熔融纺丝法制得结晶态的聚乙烯，其相对 分子质量为104~105，模量为70GPa。
☆干喷—湿纺的工艺过程：
▽首先，二元胺和含卤二元酸的溶液在低温下（~0℃）缩聚 产生聚酰胺（polyamides）；
▽粉碎、冲洗和干燥，并与强酸（浓硫酸）混合。 ▽在100℃下，明胶通过纺丝孔挤出； ▽通过1cm的空气间隙（造成丝在一定范围内的旋转和排
列），进入冷水（0~4℃）中，得到高结晶度（分子链充 分伸展和定向）的初生纤维，在水中漂洗后干燥。在胶凝 浴中去除酸。
⊙溶解性差； ⊙抗压强度低； ⊙吸湿性强，吸湿后纤维性能变化大，因此应密封
保存，在制备复合材料前应增加烘干工序。
3.3.1.3 聚对苯甲酰胺（PBA）纤维
原料：对氨基甲苯甲酰氯盐或亚硫酸胺苯甲酰氯 PBA纤维工艺过程： ▼在有机极性溶剂中，经低温缩聚得到PBA树脂。 ▼溶液纺丝（或制成粉末，再在溶剂中配成向列型
◇芳纶沿分子链方向（平行于纤维轴向）为强共价键； 垂直于纤维轴向的分子间以氢键相连，因而纤维显
现各向异性（在轴向，和E高；在横向，和E均较
低）。
◇苯环呈大共轭键（键），它难于旋转，所以，大 分子链具有线性刚性伸直链（棒状）构型，从而赋 予Kevlar纤维高强度、高模量和耐热性。
芳纶的缺陷
◇沿纵向排列的杂质 Na2SO4；
机； ◇法国的M4导弹的402K的壳体。
应用于战术导弹： ◇采用芳纶/环氧复合材料制作“潘兴”的航天顶级发动机、卫
星变轨固体发动机的壳体。 应用于耐热隔热功能材料： ◇芳纶短切纤维或浆粕增强的三元乙丙(EPDM)橡胶基复合材料
的软片或带材用于最新的各种发动机的内绝热层。
◇用于先进发电机的发动机舱、中央发动机整流罩、机翼 与机身整流罩挂架整流罩、机翼前缘、襟翼、方向舵和 升降舵后缘、安定面翼尖、货舱衬壁、天花板、应急出 口门和窗、发动机调节系统管道等。
芳纶应用于传送带
◇芳纶纤维增强橡胶基复合材料的运输传送带已大 量应用于煤矿、采石厂、港口。
◇利用芳纶耐热性好的特点，还可用于热玻璃器皿 坯料（如玻璃显像管）的生产线传输和食品烘干 线的传送带。
芳纶在缆绳方面的应用
◇航空航天的降落伞绳 ◇光纤通讯电缆的加强件和复合材料芯杆
芳纶应用于特种防护服装
◇对位芳纶和间位芳纶或芳砜纶混纺织物可用于防火和消防 工作服；
◇芳纶布用于森林伐木工作服、赛车服、运动服和手套、袜 子等。
芳纶在体育运动器材方面的应用
◇弓箭、弓弦、羽毛球拍； ◇与其他纤维混杂的复合材料制作高尔夫球棍、滑雪板、
雪橇、自行车架和轮毂等。
芳纶在电子设备方面的应用
◇集成电路和低膨胀系数的印刷电路板 ◇扬声器的嗽叭盒
（2）芳纶的展望
改善芳纶性能的途径： ◇对PPTA引入第三组分进行共聚、共混
纤维名称 密度 拉伸强度 初始模量 延伸率
(g/cm3) (cN/dt)
(cN/dt) ( %)
芳纶Ⅰ 原丝
1.42