平流层飞艇蒙皮材料的研究现状

胺 纤 维 商 品织 物 主 要 有 Ｋｅｖｌａｒ、Ｎｏｍｅｘ、Ｔｗａｒｏｎ、 对 Ｖ ｅ ｃ ｔ ｒ ａｎ纤 维 复 合 材 料 机 械 性 能进 行 了报 道 ，
Ｔｅｃｈｎｏｒａ 等 ，它 们 的机 械 性 能 如 表 ２所 示 ：
对 比 了 Ｖ ｅ ｃ ｔ ｒ ａｎ纤 维 织 物 与 其 复 合 材 料 在 拉 伸 ，
元 取 代 聚 酰 胺 的 某 些 脂 肪 族 链 段 而 具 有 优 异 性 能 的 可 以与 Ｋｅｖｌ ａｒ纤 维 相 媲 美 ， 而 且 具 有 独 特 的 耐 湿
聚 合 物 。．芳 香 族 聚 酰 胺 纤 维 中 由于 芳基 的 引入 使 分 热 性 能 ， 振 动 衰 减 性 能 ， 以及 优 良 的 耐 酸 碱 、 耐
国 堡垦兰
±！ 箜 ！查箜 塑
表 ｌ一些飞艇的蒙皮材料性 能
第 六 研 究 院 自 主 研 制 ， 具 有 完 全 自主 知 识 产 权 的
Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｓｏｍｅ ｅｎｖｅｌｏｐ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
高 科 技 产 品 Ｆ一１２高 强 度 有 机 纤 维 其 性 能 已经 可 以
和 撕 裂 强 度 相 对 较 好 。 同 时 织 物 的 纱 线 粗 细 、 捻 耐 热 性 能 优 异 ， 近 年 来 还 开 发 出 了 一 些 高 强 度 高
数 和 在 布 中 的 排 列 密 度 对 材 料 的 性 能 也 有 影 响 。 模 量 的 聚 酯 纤 维 如 上 海 石 化 公 司 采 用 对 聚 酯 部 分
皮 材 料 的 全 部 强 力 ， 均 由织 物 构 成 。 织 物 的 结 构 链 节 问 都 是 以酯 基 “一 Ｃ ０ ０一 ” 相 连 ， 所 以 通 称
形 式 一 般 采 用 平 纹 织 物 ， 因 为 平 纹 织 物 的粘 结 性 为 聚 酯 ， 在 我 国 商 品 称 为 涤 纶 。聚 酯 类 纤 维 耐 光
非 常 优 异 的 力 学 性 能 。
２．１．２ 聚 酯 纤 维
聚 酯 纤 维 是 由饱 和 的 二 元 酸 与 二 元 醇 通 过 缩 聚
２．１承 力 层
反 应 制 得 的 一 类 线 性 高 分 子 缩 聚 物 ， 品 种 繁 多 、
承 力 层 又 可 称 为 增 强 体 或 基 布 层 ， 几 乎 承 受 蒙 因 原 料 或 中 间 体 而 异 ，共 同 特 点 是 大 分 子 的 各 个
酰 胺 纤 维 、聚 酯 纤 维 、聚 乙烯 纤 维 等 ｌ７Ｊ。
物 是 由 日本 可 乐 丽 公 司 和 美 国 Ｃｅ １ ａｎｅ ｓ ｅ公 司 共 同
２．１．１ 芳 香 族 聚 酰 胺 纤 维
研 发 的 商 品 名 为 Ｖ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｉｉ的 聚 酯 纤 维 。它 是 一 种
芳 香 族 聚 酰 胺 纤 维 兴 起 于 ７Ｏ年 代 ，用 芳 香 族 单 热 致 液 晶聚 芳 酯 （Ｔ ＬＣＰ） 纤 维 ， 不 仅 强 度 和 模 量
撕 裂 、 冲 击 等 性 能 改 变 ， 这 对 其 应 用 到 蒙 皮 材 料
表 ２芳香族聚酰亚胺的机械性 能
中 有 很 好 的 指 导 作 用 。
Ｔａｂｌｅ ２ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ａｒｏｍａｔｉｃ ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ
２．１．３聚 乙烯 纤 维
高 强 高 模 量 聚 乙 烯 纤 维 材 料 在 化 学 上 与 平 常 的
目前 应 用 于 平 流 层 飞 艇 蒙 皮 材 料 的 织 物 主 要 是 一 的 改 性 和 调 整 生 产 出 超 强 Ｐ Ｅ Ｔ短 纤 维 ，其 单 纤 维
些 高 强 度 、 高 模 量 的 合 成 纤 维 ， 主 要 有 芳 香 族 聚 断 裂 强 度 超 过 ６．４ＧＰ ａ。 目前 应 用 较 多 聚 酯 纤 维 织
高 密 度 聚 乙 烯 相 似 ， 但 在 结 构 上 以 伸 直 链 结 构 代
替 原 有 的 沿 纤 维 轴 向 排 列 的 折 叠 连 接 晶 区 和 无 定
形 区 的 两 相 结 构 ， 这 种 结 构 是 纤 维 具 有 高 强 高 模
量 的 技 术 关 键 。 目前 由荷 兰 的 帝 斯 曼 公 司 和 日本
子 链 的柔 性 减 少 ， 刚 性 增 大 ， 从 而 得 到 化 学 稳 定 性 腐 蚀 性 ， 制 备 工 艺 简 单 环 保 。 最 近 哈 尔 滨 工 业 大
优 异 的 高 强 高 模 量 纤 维 。 目前 可 以采 购 的 芳 族 聚 酰 学 的 万 志 敏 等 人 和 东 华 大 学 的 陈 南 梁 等 人 叫
的 东 洋 纺 织 ／ＤＳＭ合 资 公 司 以商 品名 Ｄｙｎｅｅｍａ以及
美 国 的霍 尼 韦 尔 的特 种 材 料 公 司 以 商 品 名 Ｓｐｅｃｔｒａ
从 表 中 各 种 纤 维 的 相 关 机 械 性 能 分 析 发 现 ， 除 Ｎｏｍｅｘ纤 维 外 ，其 他 几 种 高 强 高 模 量 纤 维 均 可 作 为 平 流 层 飞 艇 的 蒙 皮 材 料 承 力 层 。其 中 Ｋｅｖｌ ａｒ系 列 纤 维 又 称 聚 对 苯 二 甲 酰 对 苯 二 胺 ， 是 由 美 国 杜 邦 公 司 研 制 生 产 ，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 ， 在 蒙 皮 材 料 中 有 很 好 的 应 用 价 值 。 目前 ， 中 国 航 天 科 工 集 团 公 司
飞艇
飞艇体积／ｍ３ 面密度 ／（ｒ相 媲 美 ， 这 将 极 大 推 动 我 国蒙 皮 材 料 的
发 展 ； 另 外 荷 兰 阿 克 苏 公 司 研 制 的 Ｔｗａｒ０ｎ系 列
和 日本 帝人 公 司研 制 的 Ｔｅｃｈｎｏｒａ系 列 纤 维 都 具 有