芳纶纤维的密度
芳纶纤维的密度
芳纶纤维的密度
芳纶纤维是一种聚酯纤维，它以芳香族聚氯乙烯（PVF）为原料制成。
芳纶纤维具有优良的耐磨性、耐腐蚀性以及低吸水性。
它的细度很高，可以在细小的间隙中运动，同时由于其自身的弹性和柔韧性，可以保持原有形状。
此外，它的物理和机械性质极其优良，可承受极大的变形，并显示出优异的寿命。
就密度而言，芳纶纤维的密度约为1.38-1.45g/cm3，比印染纤维稍稠密，但仍相对较轻，可以帮助消除衣服的压迫感。
同时，芳纶纤维的表面比较光滑，可以提高柔软度和活动性，且不易皱褶，是制作衣物的理想材料。
此外，芳纶纤维还具有非常高的抗紫外线能力，可以有效地阻止晒斑，维持衣物的柔美和色泽。
它在艺术设计方面也得到了广泛应用，可以基于不同的设计要求精心定制芳纶纤维，从而提供更多样化的产品。
总之，芳纶纤维具有优良的物理和机械性质，其密度约为1.38-
1.45g/cm3，比其他纤维类型更加轻盈，更易于清洁。
它能有效提供应力平衡，抵抗强烈的环境条件，维持衣物的色泽，是制作衣物的首选材料。
世界三大高性能纤维简介
世界三⼤⾼性能纤维简介中国⾼性能纤维复合材料需求将⽇渐强劲，尤其是航天航空、汽车、风电等领域。
根据JEC集团研报显⽰，最近⼏年全球复合材料需求增长⼀半都在亚洲，亚洲尤其中国市场增长较快，预计到2013年中国将占据全球复合材料市场增长43%的份额；⽬前国内复合材料⽤于交通运输的⽐例相对⽐较⼩，只占5%，低于全球24%平均⽔平；在⼯业设备领域⽐例为10%，也低于全球26%的平均⽔平。
⽬前⾼性能纤维在飞机上的⽐例为50%-80%，波⾳公司预计到2025年中国运输飞机数量将是原有的3倍；国内风电和汽车领域需求旺盛，⾼性能纤维复合材料作为⼀种先进的轻质⾼强材料，符合风⼒发电机组⼤容量发展趋势，迎合汽车安全、轻型化发展⽅向。
世界三⼤⾼性能纤维：（1）芳纶纤维：⽬前全球芳纶纤维整体已出现供过于求局⾯，但其中芳纶1414的供求形势依旧偏紧。
国内芳纶纤维消费旺盛，年复合增长率约为30%。
我们认为，随着供给增加，国内⾼温滤料⽤芳纶1313或将出现产能过剩，芳纶1313在需有⼀定技术含量的防护领域、芳纶纸⾼端产品应⽤领域市场潜⼒⼤；国内芳纶1414主要依靠进⼝，供给是关键。
芳纶简介 芳纶全称为"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。
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
纤维增强复合材料(FRP)特性
纤维增强复合材料(FRP)特性王兰彩【摘要】分析了FRP材料的类型,从弹性模量、疲劳性能等方面论述了FRP筋的特性,从而使人们更好的认识复合材料的性能,并将其应用于既有结构的加固、维修与改造中,提高建筑结构的耐久性.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2011(037)008【总页数】3页(P106-108)【关键词】复合材料;碳纤维;芳纶纤维;玻璃纤维【作者】王兰彩【作者单位】汕头市城建工程设计院,广东汕头515031【正文语种】中文【中图分类】TU532.9土木工程学科的发展,很大程度上依赖于性能优异的新材料的应用与发展。
如对于传统的钢筋,应寻找一种强度高、重量轻和耐久性好的新材料来替代。
传统的配筋混凝土结构普遍面临着钢筋锈蚀、混凝土老化等问题,结构耐久性和抗疲劳性不好,处于恶劣环境下的混凝土桥梁更是如此。
对既有结构的加固、维修与改造,应以具有比强度高、施工快捷、施工后结构承载力明显提高等优异性能的材料所代替[1,4]。
复合材料是由两种或两种以上性质不同而互补的材料组成,具有比组成材料更优越的综合性能。
纤维增强复合材料(FRP)问世于20世纪40年代。
FRP筋是以纤维为增强材料,以合成树脂为基体材料,并掺入适量辅助剂,经拉挤成型形成的新型复合材料,具有高强、轻质、抗腐蚀和耐疲劳等优点。
纤维分有机纤维和无机纤维两种,抗拉强度和弹性模量都较高。
纤维可以分为碳纤维(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)、玻璃纤维(Glass Fiber Reinforced Polymer,简称GFRP)、芳纶纤维(Aramid Fiber Reinforced Polymer,简称AFRP),还有其他诸如聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维等[5];常用的基体材料有不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂等[6]。
1 FRP材料的类型1)碳纤维(CFRP)。
碳纤维按原材料类型分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、中间相沥青(MP)基碳纤维、粘胶(人造丝, RAYON)基碳纤维、酚醛基及其他碳纤维[7,8]。
芳香族聚酰胺纤维
后改称“Twalon”。
建成Kevlar2000吨/年生产线 与杜邦合作，在日本开始销售 HM—50工业化
第一节
概述
四、芳香族聚酰胺纤维的应用领域
芳纶纤维的应用领域示意图
第二节
聚对苯二甲酰对苯二胺纤维
商品名为Nomex纤维或Conex纤维我国称为芳纶1313。
第一节
1、化学结构
概述
NH
NH CO
CO
n
第一节
2、性能特点
概述
①机械性质：强度较高。在通常情况下，强
度为48.4cN/tex，断裂伸长率为17%。
②纤维密度：为1.38g/cm3。
第一节
概述
③热学性质：芳纶1313具有良好的耐热性， 其耐腐蚀性和防燃性。如在260℃的高温下连
PPTA Kevlar29 Kevlar49 Kevlar119 Kevlar129 Kevlar149
1.43 1.45 1.44 1.44 1.47 1.39 2.54 7.8
202.9 195.8 211.7 233.7 158.8 247 84.7 30
3.6 2.4 4.4 3.3 1.5 4.6 4.0 1.7
仍能保持很高的强度。熔点为600℃，最高使用
温度为232℃。
④化学性能：具有良好的耐碱性，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。对橡胶具有良好的粘附性。
对位芳香族聚酰胺纤维的一般物理性能
纤维种类 密度（g/cm3）强度(cN/tex)伸度（%）弹性模量（ cN/tex ）含水率（%）
芳纶纤维主要用途
主要用途：1. 先进复合材料：用于航空航天领域、舰船和汽车等工业。
2. 防弹制品：用于硬质防弹装甲板、软质防弹背心等。
3. 缆绳方面的应用。
4. 基础设施和建材方面：用于芳纶增强混凝土和芳纶增强木材等。
5. 应用于传送带。
6. 应用于特种防护服装。
7. 体育运动器材方面的应用。
8. 电子设备方面的应用。
据统计，目前芳纶产品用于防弹衣、头盔等约占7%~8%，航空航天材料、体育用材料约占40%，轮胎骨架材料、传送带材料等约占20%，高强绳索等约占13%。
而作为增强材料，芳纶纤维有其不可替代的作用。
芳纶与目前子午胎用骨架材料钢丝、涤纶、锦纶等相比，具有强度高、变形小、热收缩低、高耐热和蠕变极小等优点，其强度是钢丝的5～6倍，模量是钢丝的2倍，相对密度仅为钢丝的1／5，分解温度为560℃，既具备合成纤维的弹性，又具备钢丝的刚性。
世界主要汽车轮胎生产商都在关注芳纶在汽车轮胎中的应用，特别是采用芳纶帘线作为骨架材料生产超轻、超薄和低滚动阻力子午胎。
芳纶是一种多用途材料,正被用在日益增多的各类轮胎中（见图1）。
它在轮胎的不同部件中起作用,比如在露边带束层、折叠带束层、周向带束层、子午胎的胎体、子口包布、胎圈芯。
斜交结构赛车轮胎的胎体、斜交轮胎的缓冲层,都可采用芳纶。
芳纶对小型轮胎与大型轮胎均适用。
芳纶纤维的用途2008年03月10日星期一11:40芳纶作为高科技纤维产品，目前只有日本等少数几个国家能够生产，中国经过多年的努力，终于志着中国在高科技纤维领域取得了重大进展。
我国经过多年的，他说：想发财就去万通商联找优质玩具供货商！的努力，终于成功开发生产科技纤维领域研究开发的实力。
其中，由山东烟台公司研发生产的纽士达芳纶，综合性能优异，外用户中赢得普遍赞誉，具有广阔的市场发展前途。
特种防护服扑救火灾，保卫国家经济建设和人民生命财产的安全，是广大消防官兵义不容辞的神圣职责。
然用什么材质的消防服才能更有效地保护消防卫士的自身安全？传统的阻燃防护服强度太低，阻燃棉&tracelog=pd_info_promo" target="_blank">涤棉防护而且这些面料都是后处理的阻燃产品，就是将普通织物在防火剂中浸泡，使其表面形成一层薄膜种处理只能达到暂时性的阻燃，经不起时间和洗涤的考验，而且防火剂对人体有毒害作用，还会中全面禁用。
芳纶纤维复合材料分解
实用于高性能复合材料的芳纶纤 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
◆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Kevlar49。
（2）PPTA的结构
PPTA化学结构的特点是： ◇由苯环和酰胺基按一定规律有序排列构成。酰胺基的 位置接在苯环的对位上。
◇在芳纶中，分子内的骨架原子通过强共价键结合； 高聚物分Байду номын сангаас间是酰胺基，由于酰胺基是极性基团， 其上的氢能够与另一个链段上酰胺基团中可供电子 的羰基（-CO-)结合成氢键，构成梯形聚合物，这种 聚合物具有良好的规整性，因此具有高度的结晶性。 ◇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。
芳纶在军事工业中的应用
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 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。
芳纶简介介绍
CHAPTER 02
芳纶的制造工艺与技术
聚合反应工艺
1
聚合反应是制造芳纶的第一步，它涉及到将小分 子单体转化为高分子聚合物的过程。
2
聚合反应的种类包括本体聚合、溶液聚合和乳液 聚合等，其中本体聚合是最常用的方法。
3
本体聚合过程中，单体在引发剂的作用下发生聚 合反应，生成预聚物，然后进一步生成高分子聚 合物。
性质
芳纶具有高强度、高模量、低密度、耐磨、耐高温、耐化学腐蚀等优异性能，广泛应用于国防军工、 航空航天、电子信息等领域。
芳纶的起源与发展
起源
20世纪60年代，美国杜邦公司首先研发成功芳纶纤维，并实现了工业化生产。
发展
随着技术的不断进步和应用的拓展，芳纶的品种不断丰富，性能也不断提升。目前，全球范围内，芳纶的生产技 术和市场已经高度成熟。
耐磨性好
芳纶的耐磨性也较好，能够抵抗反复摩擦和磨 损。
抗疲劳性
芳纶具有较好的抗疲劳性，能够在反复弯曲或扭曲的情况下保持强度和稳定性 。
热稳定性
耐高温
01
芳纶具有较好的耐高温性能，能够在高温下保持稳定
，不会发生变形或损坏。
耐低温
02 芳纶也具有较好的耐低温性能，能够在低温下保持稳
定，不会发生脆化或损坏。
高性能芳纶的开发
提升产品性能
通过优化原料配方、调整工 艺流程和加强生产管理等措 施，提高芳纶产品的性能， 以满足不同领域对高性能芳
纶的需求。
加强研发创新
加大对高性能芳纶的研发力 度，探索新的制备技术、增 强纤维结构与性能的关系， 以及开展应用研究，推动高
性能芳纶的持续发展。
拓展应用领域
积极拓展高性能芳纶在航空 航天、汽车、电子、能源等 领域的应用，以满足不断增 长的市场需求。
芳纶纤维的密度
芳纶纤维的密度
芳纶纤维，又称玻璃芳纶纤维，是一种具有高强度、较大的抗拉
强度和高耐热性的工程纤维，它是在碳酸铵铜盐-苯胺体系中，通过水
热反应旋转溶解产生的尖晶石结构。
它具有优异的力学性能，耐腐蚀
性能和耐热性，但其表面粗糙度较大。
除此之外，由于它占用少量总
重量，所以也广泛地被用于航天和航空技术领域的结构应用，被认为
是1951年第一次用于军用飞机中的先进材料之一。
芳纶纤维的密度大约为 1.6 g/cubic cm，比同类纤维的密度要低，比碳纤维的密度要高。
芳纶纤维的密度受到多种因素的影响，包括纤
维厚度、纤维类型、纤维含量和纤维结构。
纤维厚度可以改变纤维束
每平方厘米的厚度，从而改变纤维的密度。
纤维类型也会影响芳纶纤
维的密度，如含碳纤维和聚酰胺纤维会使芳纶纤维的密度增加。
纤维
含量也会影响芳纶纤维的密度，随着纤维含量的增加，芳纶纤维的密
度也会增加。
纤维结构也会影响芳纶纤维的密度，根据纤维结构的不同，芳纶纤维的密度会有所不同。
芳纶纤维的密度比常见的其他纤维类型都要低，这种特性使它成
为航空及航天领域首选的结构材料，同时也能够有效减轻飞机重量。
芳纶纤维具有良好的力学性能、耐腐蚀性和耐热性，因此广泛应用于
多个领域，例如低温系统以及夹具、汽车零件、碳纤维增强塑料制品、细纱机上的细纱带、船舶建造、建筑和表面处理、军事武器的零件、
运动器材、轮胎等等。
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。
芳纶纤维
凯夫拉防弹衣
据军事专家统计，战场人员伤亡总数的７５％是由低速或中速流弹和炸弹的碎片造成的，而子弹造成的直接伤亡仅占２５％，为了提高作战人员的生存能力，人们对避弹衣的研制越来越重视。
在制造避弹衣的众多防弹材料中，“凯夫拉”纤维后来居上，一跃成为材料技术领域的佼佼者。
用“凯夫拉”代替尼龙和玻璃纤维，可使避弹衣的重量减轻50%：在单位面积质量相同的情况下，其防护力至少可增加1倍，并且具有很好的柔韧性。
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。
“凯夫拉”材料于1935年诞生在美国杜邦公司，它是一种芳香族聚酰胺有机纤维，我国称它为芳纶复合材料，“凯夫拉”有多种化学物质融合而成，其特点是密度高，重量轻，强度高，韧性好，耐高温，乃化学腐蚀，绝缘性能和纺织性好，它于1972年投入工业生产，并付诸实用。
美国用了6年时间，花费了250万元，研制出用“凯夫拉”材料制成的头盔，从而结束了作为美国陆军象征有名的“钢盔”时代。
这种头盔仅重1.45千克，其防弹性能比原标准钢盔高出了33%。
同时，这种新头盔更贴近头部，使用者感觉更加舒适。
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。
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。
芳纶知识题库
芳纶题库一、填空题1、芳纶纤维根据其化学结构的不同，可以分为两种主要类型：一类是以耐热性、难燃性为特征的间位芳纶，全称为聚间苯二甲酰间苯二胺，英文缩写为PMIA，美国商品名为NOMEX，我国称为芳纶1313；一类是以高强度、高弹性模量、耐热性为特征的对位芳纶，全称为聚对苯二酰对苯二胺，英文缩写为PPTA，我国称为芳纶1414。
2、对位芳纶纤维泛指至少有85%的酰胺键基团直接与两个苯环基团连接的线性高分子聚合物，是世界化纤发展史上一个里程碑式的发明。
3、PPTA树脂合成的方法有界面缩聚法、直接低温缩聚法、低温溶液缩聚法、酯交换反应、气相聚合等方法。
4、目前低温溶液缩聚法是工艺比较成熟的方法，也是工业上能够实现规模化生产的方法，美国杜邦Kevlar、日本Tawron等公司均是采用这种方法制备。
即在低温溶液中将对苯二胺（PPD）和对苯二甲酰氯（TPC），通过低温溶液缩聚法制得。
5、对苯二甲酰氯（TPC）分子式C8H4C120T分子量为203.02，白色固体，蒸汽压为0.01kPa/38℃，密度70（空气=1），熔点83-84℃，沸点266℃，闪点180℃，危险标记20 （酸性腐蚀品）。
受热或遇水分解放热放出有毒腐蚀性气体，遇明火、高热可燃，与强氧化剂可发生反应，有腐蚀性。
6、对苯二胺（PPD）分子式C6H8N2，分子量108.14,白色至淡紫红色晶体，68 2暴露空气中变紫红色或深褐色，蒸气压320Pa（100℃），密度32（空气=1），熔点145-147℃，沸点267℃,稍溶于冷水，溶于乙醇、乙醚、氯仿和苯，爆炸极限1.3%〜9.8%,本品属于6.1类毒害品。
7、N-甲基-2-毗咯烷酮（NMP）分子式C5H9NO,分子量99.13,无色透明油状液体，微有胺的气味，密度1.028,熔点-24℃,沸点203℃,闪点91 ℃, 能与水、醇、醚、酯、酮、卤代烃、芳烃和蓖麻油互溶。
挥发度低，热稳定性、化学稳定性均佳，能随水蒸气挥发，有吸湿性，对光敏感。
芳纶纤维的制造与应用
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。
芳纶的缺陷
◇沿纵向排列的杂质 Na2SO4； ◇孔洞； ◇表皮轴向裂纹（长 20~24nm、宽 6~11nm）。
（2）PPTA的结构与组成
PPTA化学结构的特点是： ◇由苯环和酰胺基按一定规律有序排列构成。 酰胺基的位置接在苯环的对位上。
◇在芳纶中，分子内的骨架原子通过强共价键结合； 高聚物分子间是酰胺基，由于酰胺基是极性基团， 其上的氢能够与另一个链段上酰胺基团中可供电子 的羰基（-CO-)结合成氢键，构成梯形聚合物，这种 聚合物具有良好的规整性，因此具有高度的结晶性。 ◇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。
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。
芳纶的应用与展望
（1）芳纶纤维的应用
◇先进复合材料 ◇防弹制品 ◇缆绳 ◇建材 ◇传送带 ◇特种防护服装 ◇体育运动器材 ◇电子设备
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。
芳纶纤维
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。
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。
我国芳纶纤维的主要牌号
◆我国于20世纪70年代跟踪研制，于80年代初期试生产出聚 对苯甲酰胺（PBA）纤维，定名为芳纶Ⅰ（芳纶14） ；
◆又于80年代中期试生产出PPTA纤维，定名为芳纶Ⅱ（芳 纶1414），可批量生产。
2.3.1.2 聚对苯二甲酰对苯二胺 （PPTA）纤维
属于PPTA纤维品种的纤维有： △Kevlar系列——美国杜邦公司 △Twaron纤维系列——荷兰AKZO公司 △Terlon纤维系列——俄罗斯 △芳纶1414（芳纶Ⅱ）——中国
★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。
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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。