知识点三芳纶纤维)
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。
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。
芳纶纤维物检基础知识
芳纶纤维物检基础知识
一、纤维细度的常用两种表示方法：旦和特；两者的换算关系式：
1特= 9旦
二、纤维强度的常用两种表示方法：cN /dtex和g / D ；两者
的换算关系式：
1 cN /dtex = 1.1338 g / D
三、纤维细度的计算公式为：D=G/ nL ×9000
n：喷丝帽的孔数；
L：所取纤维的长度
G：所取纤维的的重量
影响纤维细度的因素包括：
A：喷丝帽的孔数
B：纺丝泵的频率
C：原液含固量
D：纺丝速度
四、芳纶短纤维的卷曲度一般为:4~5个/ cm 。
五、简述芳纶1313的性能和用途
1、性能：
①热稳定性②阻燃性③电绝缘性④机械特性⑤耐辐射性
⑥化学稳定性
2、用途：
①防护服②高温过滤材料③蜂巢材料④电器绝缘材料。
芳纶纤维资料
COCl
HN
NH OC
CO
n
2020/11/6
突出特点：
耐高温性能好，高温下的强度保持率好、抗氧化 性、耐水性良好等，主要用作耐高温材料。
缺点：强度、模量低。 用途：耐高温防护服、消防服和军服等。
2020/11/6
芳纶1414的制备
PPTA 树脂的合成先将PPDA 溶于含5% CaC12的N-甲基毗咯 烷酮(NMP) 中, 并冷却至-10℃以下, 然后, 通过精密计量装置 将等摩尔的PPDA一NMP溶液和TPC送入双螺杆反应器进行低温溶 液缩聚, 反应生成物经沉析、水洗、干燥后, 即为PPTA 树脂。 制得树脂比浓对数豁度必须大于6.0 (制备高强度纤维的先决条 件) , 其形态结构和灰分含量应符合纺丝的要求(确保顺利纺丝 的关键之一)。
芳纶纤维
严妍
1 芳纶的简介 2 芳纶的分类 3 主要的产品及其制备 4 芳纶的应用 5 研究方向
芳纶纤维
芳纶全称为"芳香族聚酰胺纤维",是一种新型高科 技合成纤维，诞生于20世纪60年代末。有很多品种，如 Aramid fiber（帝人芳纶的商品名为 Twaron，杜邦公司 的商品名为Kevlar），芳纶纤维主要分为对位芳酞胺纤 维(芳纶1414 )和间位芳酞胺纤维(芳纶1313 )。
芳纶纤维 能效水平
芳纶纤维能效水平随着全球能源消耗不断增加，节能减排已成为全球共同的责任。
在各个领域中，纺织业是一个能源消耗较大的行业。
为了减少能源消耗，提高能效水平，芳纶纤维已成为纺织业中的一种重要材料。
本文将从芳纶纤维的特性、应用领域以及能效水平等方面进行详细阐述。
一、芳纶纤维的特性芳纶纤维是一种高性能纤维，具有以下几个特点：1、高强度：芳纶纤维的拉伸强度非常高，是普通聚酯纤维的6-8倍，是普通尼龙纤维的2-3倍，是普通丝绸的2-3倍，是钢的5倍以上。
2、高模量：芳纶纤维的模量比普通纤维高出5-10倍，可以承受较大的力和重量。
3、高温稳定性：芳纶纤维的耐热性能非常好，可以在高温环境下长时间使用，不会熔化或变形。
4、耐腐蚀性：芳纶纤维的耐腐蚀性能非常好，可以在酸、碱、盐等腐蚀性环境中长时间使用。
5、抗紫外线性：芳纶纤维的抗紫外线性能非常好，可以长时间暴露在阳光下而不会受到影响。
二、芳纶纤维的应用领域由于芳纶纤维具有高强度、高模量、高温稳定性、耐腐蚀性、抗紫外线性等特点，因此在以下领域得到了广泛应用：1、防弹材料：芳纶纤维具有极高的强度和模量，可以用于制造防弹材料。
2、航空航天领域：芳纶纤维可以用于制造航空航天领域的部件，如蒸汽涡轮机叶片、飞机机身等。
3、汽车领域：芳纶纤维可以用于制造汽车领域的部件，如发动机罩、车门等。
4、建筑领域：芳纶纤维可以用于制造建筑领域的部件，如钢筋混凝土增强材料、建筑外墙材料等。
5、纺织领域：芳纶纤维可以用于制造纺织品，如运动服、泳衣、钓鱼服等。
三、芳纶纤维的能效水平芳纶纤维作为一种高性能纤维，其能效水平也是非常高的。
具体表现在以下几个方面：1、能源消耗低：芳纶纤维在生产过程中的能源消耗非常低，相比其他纤维，其生产过程中的能源消耗可以降低10%-20%。
2、生产效率高：芳纶纤维的生产效率非常高，可以快速生产出大量的纤维，从而提高生产效率。
3、使用寿命长：芳纶纤维具有高强度、高模量、高温稳定性、耐腐蚀性、抗紫外线性等特点，因此在使用过程中不易磨损、老化，使用寿命长。
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%。
复合材料概论10-芳纶纤维
芳纶细纱在水中浸泡5min，而后在21℃水中测定其拉伸性能，几乎没有影响。在88 ℃水中的强度有所下降，强度保留率为21 ℃水中的85%。
收缩率和膨胀率小 具有良好的耐应力开裂性能，能在很长的时间内保留很大的极限抗拉强度。
水中的强度保留率高：
由于芳纶不熔融也不助燃，短时间内暴露在300℃以上，对于强度几乎没有影响。在-170℃的低温下也不会变脆，仍能保持其性能。
2. 纺丝工艺
液晶从宏观性能上看属于液体，但从微观角度或光学角度来研究，又有晶体的性质。液晶是介于固体和液体之间的中间相物质。
液晶分类
近晶型
棒状分子通过垂直于分子长轴方向的强相互作用，互相平行排列成层状结构，分子轴垂直于层面。棒状分子只能在层内活动。
近晶型
向列型
棒状分子虽然也平行排列，但长短不一，不分层次，只有一维有序性，在外力作用下发生流动时，棒状分子易沿流动方向取向，并可流动取向中互相穿越。
0
自来水
100
100
100
0
2
海水
100
一年
1.5
1.5
过热水
100
138
40
9.3
饱和蒸汽
100
150
48
28
氟利昂22
100
60
500
0
3.6
10.3 芳纶纤维的制造
第一阶段
聚对苯撑对苯二甲酰胺的聚合
第二阶段
聚合体溶解在溶剂中再进行纺丝，制得所需要的纤维材料。
简单流程图
拉伸强度(MPa)
收缩率(%)
4×10-4
在室温下16个月
无强度损失
热膨胀系数(10-6 ℃-1)
在50℃空气中2个月
知识点三芳纶纤维)
知识点三 芳纶纤维 三.在橡胶工业中的应用
芳纶具有良好的耐高低温性能、热稳定性、还具有尺寸稳定 性好、耐疲劳、耐腐蚀等特点，这正是是橡胶产品增强骨架 材料所需要理想材料。
高分子材料专业 聚合物复合材料
知识点三 芳纶纤维
四.在涂覆织物制品中的应用
芳纶涂覆织物强力和撕裂强度比 锦纶和聚酯涂覆织物至少高出 2倍 ，其伸长率更小，可有效减小产 品的质量和厚度，同时具有较好 的耐刺穿、耐疲劳和耐燃性能。 可用于充气橡胶制品、系留气球 、贮运容器。
工程结构的纺织品，一般用于非纺织行业中的产品、加工过 程或公共设施。
依据定义用于以下三个方面： 1.作为加工其它产品的一个组成部分； 2.作为加工其它产品过程中使用的一个部件； 3.单独使用来执行一种或几种功能。
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知识点三 芳纶纤维
3.3 芳纶在产业用纺织品中的应用
芳纶纤维是一种耐高温、高强、高模量的高性能纤维，兼 有无机纤维的机械性能和有机纤维的加工性能，具有极好 的耐化学腐蚀性，耐辐射性，耐疲劳性，尺寸稳定性等优 良性能。 芳纶成为安全防护、复合材料、过滤、摩擦密封、电子、 运输工具、体育器材及建筑、国防军事等各种领域的新型 材料。
（2）耐高温防火、阻燃 面料 芳纶和其他纤维混纺，制 成具有耐高温防火、阻燃 等多功能防护面料，用于 石油、化工、消防、冶炼 、防火隔热、军队等。
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（3）机械损伤防护 采用对位芳纶与高强聚乙烯 、不锈钢丝等材料复合，开 发生产防割、防穿刺、防撕 裂等防机械损伤纺织品，主 要用于建筑、林业、金属加 工、树木修剪等行业。
（1）防弹制品 芳纶制作的防弹背心，防弹头盔 具有重量轻、体积小防弹效能高 ，舒适性好，可取代老式罐形钢 盔和尼龙背心的。芳纶复合材料 装甲板，广泛用于防弹装甲车， 防弹运钞车，防弹头盔上。
国外芳纶三纤维参数
国外芳纶三纤维参数
芳纶三纤维是一种性能卓越的合成纤维，具有高强度、耐高温、耐磨损、抗化学腐蚀等优点。
该类纤维在航空航天、军工、电子、汽车等领域得到广泛应用。
本文将介绍国外芳纶三纤维的参数。
1. 物理参数
芳纶三纤维的密度约为1.62-1.86g/cm3，这意味着它具有较高的比强度和比刚度。
此外，该类纤维的直径通常在10-13μm之间，长度为数百米至数千米。
芳纶三纤维的熔点高达650℃以上，可以承受极高温度下的使用环境。
2. 机械参数
芳纶三纤维的强度和模量非常高，比一些金属材料更强。
通常，该类纤维的强度在3.0-3.6Gpa之间，而模量则在80-120Gpa之间。
芳纶三纤维的伸长率较低，一般在
1.5-
2.0%之间，意味着在受到强度拉伸时不太容易发生拉伸变形。
芳纶三纤维的热离解温度范围广，大概在500-800℃之间。
此外，该类纤维的热膨胀系数低，在高温下不会因热膨胀而破裂或形变。
芳纶三纤维的导热系数较低，大约为
10-40W/（m*K），在高温环境下也能够保持稳定的性能。
4. 化学参数
芳纶三纤维的耐化学腐蚀性能非常突出，在大多数强酸、弱碱和有机溶剂中都有较强的抗腐蚀性能。
此外，该类纤维也具有不错的耐热氧化性能，在高温氧化环境中不容易变质。
总之，国外芳纶三纤维具有优异的物理、机械、热学和化学特性，是一种高性能工程材料。
通过对以上参数的分析，可以更好地了解芳纶三纤维的性能和应用范围。
芳纶纤维的结构与性能 学习指南
芳纶纤维的结构与性能学习指南
基础知识：
1、PPTA与PMIA
PPTA分子平面排列图
1.氢键；
2.共价键
结构特点（PPTA）：
分子间缠结少，钢性强
含大量苯环，内旋转困难
苯环与酰胺键交替排列，处于对位，规律性、对称性、结晶性好
分子间有氢键，行成梯形化合物
2、结构对性能的影响：
（1）苯环呈大共轭键，难于旋转，所以，大分子链具有刚性，从而赋予芳纶纤维高强度、高模量
（2）芳纶沿分子链方向为强共价键，垂直于纤维轴向的分子间以氢键相连，因
而纤维呈各向异性
（3）苯环作为极性基团，使分子具有刚性，而氨基作为柔性基团，使纤维语句有一定的冲击性能
重点知识：
（1）力学性能：
①拉伸强度高：单丝强度达3773Mpa；25cm长纤维束拉伸强度为2744Mpa，为铝的5倍
②冲击性能：冲击性能好大约为石墨纤维的6倍，为硼纤维的3倍，为玻璃纤维的0.8倍
③弹性模量高：1.27～1.557Mpa，比玻璃纤维高一倍，为碳纤维的0.8倍
④断裂伸长：3%左右，接近玻璃纤维，高于其他纤维
（2）热性能：
Tg=（250~400）℃
热膨胀系数低
热稳定、耐火、不溶、自熄。
真空中长期使用温度160℃，零下60℃不脆。
（3）化学性能：
①芳纶纤维具有良好的耐有机溶剂性能，但易受到强酸、强碱的侵蚀；
②由于苯环的存在，耐紫外光性能差；
③极性酰胺基的存在，吸水性较差，吸收水份后强度下降。
芳纶纤维的结构
芳纶纤维的结构、制备及应用综述摘要：芳纶是一种高科技特种纤维，它具有优良的力学性能，稳定的化学性质和理想的机械性质。
它的全称为“芳香族聚酰胺纤维”，1974年，美国贸易联合会将它们命名为“aramidfibers”，其定义是：至少有85％的酰胺链(—CONH—)直接与两个苯环相连接。
我国则将它们命名为芳纶，其全称也可简化为“芳酰胺纤维”。
它有一系列的产品，可用于航空航天工业、IT（信息技术）产业、国防工业、汽车工业等。
关键词：芳纶1313，芳纶1414，芳纶纤维结构，芳纶纤维应用、发展及制备一、芳纶纤维的简介芳纶全称芳香族聚酰胺纤维，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、耐酸碱、重量轻等优良性能，还具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。
二、芳纶的结构和性能芳纶可分为邻位、对位和间位3种，而邻位无商业价值。
自20世纪60年代由美国杜邦公司成功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度的历程，价格也降低了一半。
现在国外芳纶无论是研发水平还是规模生产都日趋成熟。
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。
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。
间位芳酰胺纤维的品种有 Nomex、Conex、Fenelon纤维等。
下面我们主要介绍一下对位芳纶和间位芳纶的代表产品，邻位因为无商业价值将不做介绍。
1、芳纶1414的结构和性能芳纶1414由对苯二胺（PPD）和苯二酰氯（TPC）这两种单体聚合而成。
在缩聚反应中，TPC和PPD反应生成聚合物聚对苯二甲酰对苯二胺，也就是PPTA。
结构式为；结构特点可以归纳为：1)分子链沿纤维轴向高度结晶排列。
2)纤维含有氢键系，这种氢键系沿其轴线有规则地折叠，并沿径向分布。
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知识点三 芳纶纤维
QGF－ 02防弹头盔
（采用我国自行研制的芳纶纤维制造的）
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（2）在舰艇、汽车、运动器材领 域的应用
利用芳纶低密度、高强、耐高温 、耐疲劳等特性，制作运动条件 苛刻的拳击手套，登山鞋靴，赛 车车体，舰艇车体、赛马头盔等 ，也可用于制作网球拍，滑雪板 ，滑雪捍雪橇，弓箭，弓弦，钓 鱼杆，风筝骨架和高尔夫球棍等 。
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（ 3 ）在建筑结构加固工程 中应用的领域 芳纶布是一种理想的建筑工 程加固材料主要是桥梁、民 用建筑、工业厂房、柱子、 砌体、烟囱、水塔 、地铁隧 道的加固。
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二. 在安全防护中的应用
利用间位芳纶纤维的耐高温、阻燃性能不熔融，对位芳纶纤维 的高强度、耐高温燃、无热收缩性能开发安全防护用纺织品。
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主要内容
?3.1 芳纶纤维概述 ?3.2 芳纶纤维的结构与性能 ?3.3 芳纶纤维在产业用纺织品中的应用 ?3.4 芳纶应用技术
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知识点二 芳纶纤维
3.1 芳纶纤维概述 芳纶纤维
诞生于20世纪60年代末 冷战结束后，芳纶作为高技术含量的纤维材料大量用于 民用领域 。
对位芳纶（芳纶 1414 ）性能 中突出特点是 高强度和高模 量 ，稳定性很好，在高温下 仍能保持较高的强度，密度 低，减展性优良，且具有耐 磨，耐冲击，抗疲劳，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。
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3.3 芳纶在产业用纺织品中的应用 产业用纺织品 也称为技术性纺织品，是专门设计的、具有
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五.在电子电气材料领域中的 应用
芳纶纤维具有优异的力学性能， 电绝缘性能、高低温下尺寸稳定 ，较低的介电性能。在电子领域 是替代传统纤维的理想材料。可 用在特种印刷电路基板、雷达天 线罩、雷达天线功能结构部件以 及其它电工材料领域。
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芳纶纤维的应用领域示意图
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一.增强材料
（1）在航空航天领域中的应用 对位芳纶具有密度低、强度高、耐 烧蚀性能好，可用于制造导弹固体 火箭发动机壳体，以及可与碳纤维 复合制造飞机、航天器的机身、主 翼、尾翼、控制线防护管等。芳纶 作宇航服的隔热层、飞行服、飞机 隔音层等。
工程结构的纺织品，一般用于非纺织行业中的产品、加工过 程或公共设施。
依据定义用于以下三个方面： 1.作为加工其它产品的一个组成部分； 2.作为加工其它产品过程中使用的一个部件； 3.单独使用来执行一种或几种功能。
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3.3 芳纶在产业用纺织品中的应用
芳纶纤维是一种耐高温、高强、高模量的高性能纤维，兼 有无机纤维的机械性能和有机纤维的加工性能，具有极好 的耐化学腐蚀性，耐辐射性，耐疲劳性，尺寸稳定性等优 良性能。 芳纶成为安全防护、复合材料、过滤、摩擦密封、电子、 运输工具、体育器材及建筑、国防军事等各种领域的新型 材料。
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知识点三 芳纶纤维 三.在橡胶工业中的应用
芳纶具有良好的耐高低温性能、热稳定性、还具有尺寸稳定 性好、耐疲劳、耐腐蚀等特点，这正是是橡胶产品增强骨架 材料所需要理想材料。
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四.在涂覆织物制品中的应用
芳纶涂覆织物强力和撕裂强度比 锦纶和聚酯涂覆织物至少高出 2倍 ，其伸长率更小，可有效减小产 品的质量和厚度，同时具有较好 的耐刺穿、耐疲劳和耐燃性能。 可用于充气橡胶制品、系留气球 、贮运容器。
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3.2 芳纶纤维的结构与性能 一.间位芳纶
间位芳纶（芳纶 1313 ）性能中突出 特点是耐热性好，阻燃和耐磨蚀性 ，且对漂白剂、还原剂、有机溶剂 等的稳定性很好，并具有良好的抗 辐射性能。 不足之处： 染色困难。强度、模量 低。
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二.对位芳纶
（2）耐高温防火、阻燃 面料 芳纶和其他纤维混纺，制 成具有耐高温防火、阻燃 等多功能防护面料，用于 石油、化工、消防、冶炼 、防火隔热、军队等。
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知识点三 芳纶纤维
（3）机械损伤防护 采用对位芳纶与高强聚乙烯 、不锈钢丝等材料复合，开 发生产防割、防穿刺、防撕 裂等防机械损伤纺织品，主 要用于建筑、林业、金属加 工、树木修剪等行业。
第一类是间位芳纶（ Nomex，芳纶1313); 第二类是对位芳纶（ Kevlar，芳纶1414)。
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芳8.纶1141主4（要PP品TA纤种维）
全称：聚对苯二甲酰 对苯二胺纤维
O
OH
H
分子结构式： C
CN
N
n
合成： 由对苯二甲酰氯与对苯二胺缩聚而成
缩聚实施方法 ：工业常用低温溶液缩聚和界面缩聚的方法
与锦纶的不同：
构成锦纶的高聚物大分子中连接酰胺基的是脂肪链； 芳香族聚酰胺纤维中连接酰胺基的是芳香环或芳香环的 衍生物。
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知识点二 芳纶纤维
? 芳纶是一种高科技特种纤维，具有优良的力学性能，稳定的化 学性质和理想的机械性质。定义？ ? 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 ? 根据全芳族聚酰胺纤维化学结构的不同，分为两种主要类型：
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芳纶1313
全称：聚间苯二甲酰 间苯二胺纤维
O
分子结构式： C
OH CN
H N
n
合成： 由间苯二甲酰氯与间苯二胺缩聚而成
H2N
NH2 + ClOC
COCl
HN
NH OC
CO
n
缩聚实施方法 ：常用低温溶液缩聚和界面缩聚的方法
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