第六章高性能纤维-PPT课件
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高性能纤维材料介绍ppt课件
应用：玻璃纤维主要用作电绝缘材料，工业过滤材料， 防腐、防潮、隔热、隔音、减震材料。还可作为增强 材料，用来制造增强塑料或增强橡胶、增强石膏和增 强水泥等制品。用有机材料被覆玻璃纤维可提高其柔 韧性，用以制成包装布、窗纱、贴墙布、覆盖布、防 护服和绝电、隔音材料。
制备或来源：可将熔融玻璃直接制成纤维；或将熔融 玻璃先制成直径20mm的玻璃球或棒，再以多种方式加 热重熔后制成直径为 3～80μm的甚细纤维。
应用：碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁 屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火 箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。
制备或来源：目前应用较普遍的碳纤维主要是聚丙烯腈碳 纤维和沥青碳纤维。碳纤维的制造包括纤维纺丝、热稳定 化、碳化、石墨化等4个过程。其间伴随的化学变化包括， 脱氢、环化、预氧化、氧化及脱氧等。
聚四氟纤维
碳纤维（CF）、
（PBI）纤维、 (PTFE）、聚醚酮 高性能玻璃纤维
聚苯并噁唑(PBO) 醚（PEEK）纤维、 （HPGF）、陶瓷
纤维、氧化PAN 聚醚酰亚胺（PEI）纤维、高性能金
纤维、间位芳纶 纤维
属纤维
（MPIA)纤维
主要特征
高强(3~6Gpa)、高模 （50~600Gpa）、乃 较高的温度 （120~300℃），柔性 高聚物
19
力越大越好； 高分子的相对分子质量尽量的大，减少大分
子链中的末端数。
5
对位和间位芳纶
对位芳纶（芳纶1414） 结构：
特点：强度高、模量小、密度小、柔性且化学性能稳 定、除无机强酸、强碱外，能耐多种酸、碱及有机溶 剂的侵蚀。
应用：主要用作高速飞机轮胎的窗子线。用作增强材 料，用于高压容器、火箭发动机外壳和雷达天线罩等。
制备或来源：可将熔融玻璃直接制成纤维；或将熔融 玻璃先制成直径20mm的玻璃球或棒，再以多种方式加 热重熔后制成直径为 3～80μm的甚细纤维。
应用：碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁 屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火 箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。
制备或来源：目前应用较普遍的碳纤维主要是聚丙烯腈碳 纤维和沥青碳纤维。碳纤维的制造包括纤维纺丝、热稳定 化、碳化、石墨化等4个过程。其间伴随的化学变化包括， 脱氢、环化、预氧化、氧化及脱氧等。
聚四氟纤维
碳纤维（CF）、
（PBI）纤维、 (PTFE）、聚醚酮 高性能玻璃纤维
聚苯并噁唑(PBO) 醚（PEEK）纤维、 （HPGF）、陶瓷
纤维、氧化PAN 聚醚酰亚胺（PEI）纤维、高性能金
纤维、间位芳纶 纤维
属纤维
（MPIA)纤维
主要特征
高强(3~6Gpa)、高模 （50~600Gpa）、乃 较高的温度 （120~300℃），柔性 高聚物
19
力越大越好； 高分子的相对分子质量尽量的大，减少大分
子链中的末端数。
5
对位和间位芳纶
对位芳纶（芳纶1414） 结构：
特点：强度高、模量小、密度小、柔性且化学性能稳 定、除无机强酸、强碱外，能耐多种酸、碱及有机溶 剂的侵蚀。
应用：主要用作高速飞机轮胎的窗子线。用作增强材 料，用于高压容器、火箭发动机外壳和雷达天线罩等。
第六章 合成纤维ppt课件
品种：双层型和多层型两大类。
双层型：并列型、皮芯型。
多层型：海岛型、木纹型、多芯型、放射型等。
几种复合纤维截面形状：见P250图6－2。
7.复合纤维
7.复合纤维
性能：根据不同聚合物的性能及其在纤维横截面上 分配的位置，可以得到许多不同性质和用途的复合纤 维。如：
并列型复合和偏皮芯型复合纤维：因两种聚合物热 塑性不同或在纤维横截面上不对称分布，在后处理过 程中产生收缩差，从而使纤维产生螺旋状卷曲，可制 成具有类似羊毛弹性和蓬松性的化学纤维。
复合纺丝设备：由螺杆挤出机、计量泵和复合纺丝 组件组成。其中复合纺丝组件是关键部件，纺丝组件 的形式改变，就可生产出各种类型的复合纤维。
8.超细纤维 纤维分类：按单纤维的线密度分类。
常规纤维：单纤维线密度1.5～4dtex。
细旦纤维：单纤维线密度0.55～1.44dtex，主要用于 仿真丝轻薄型或中厚型织物。
4.合成纤维的起始原料：石油、天然气、煤、农副产 品。 5.合成纤维的加工过程
低分子单体→聚合→纺丝成形→后加工 6.合纤的优缺点 优点：强度高、弹性好、耐穿耐用、光泽好、化学 稳定性强、耐霉腐、耐虫蛀、······ 缺点：吸湿性差、耐热性差、导电性差、防污性差 、易起毛起球、不易染色、腊状手感、······
用于纺织品的合纤：涤、锦、腈、氨、丙和氯纶等。
3.合纤发展历史：20世纪30年代末、40年代初开始。 1939年：锦纶66，美国称尼龙66。 1941年：锦纶6。 20世纪50年代：涤纶、腈纶。 20世纪40～50年代：氯纶和维纶。 20世纪60年代：丙纶。 20世纪70年代后：第二代合纤――改性纤维即新型 合成纤维（新合纤或差别化纤维）及特种纤维。
分类：干热、湿热收缩。
双层型：并列型、皮芯型。
多层型：海岛型、木纹型、多芯型、放射型等。
几种复合纤维截面形状：见P250图6－2。
7.复合纤维
7.复合纤维
性能：根据不同聚合物的性能及其在纤维横截面上 分配的位置，可以得到许多不同性质和用途的复合纤 维。如：
并列型复合和偏皮芯型复合纤维：因两种聚合物热 塑性不同或在纤维横截面上不对称分布，在后处理过 程中产生收缩差，从而使纤维产生螺旋状卷曲，可制 成具有类似羊毛弹性和蓬松性的化学纤维。
复合纺丝设备：由螺杆挤出机、计量泵和复合纺丝 组件组成。其中复合纺丝组件是关键部件，纺丝组件 的形式改变，就可生产出各种类型的复合纤维。
8.超细纤维 纤维分类：按单纤维的线密度分类。
常规纤维：单纤维线密度1.5～4dtex。
细旦纤维：单纤维线密度0.55～1.44dtex，主要用于 仿真丝轻薄型或中厚型织物。
4.合成纤维的起始原料：石油、天然气、煤、农副产 品。 5.合成纤维的加工过程
低分子单体→聚合→纺丝成形→后加工 6.合纤的优缺点 优点：强度高、弹性好、耐穿耐用、光泽好、化学 稳定性强、耐霉腐、耐虫蛀、······ 缺点：吸湿性差、耐热性差、导电性差、防污性差 、易起毛起球、不易染色、腊状手感、······
用于纺织品的合纤：涤、锦、腈、氨、丙和氯纶等。
3.合纤发展历史：20世纪30年代末、40年代初开始。 1939年：锦纶66，美国称尼龙66。 1941年：锦纶6。 20世纪50年代：涤纶、腈纶。 20世纪40～50年代：氯纶和维纶。 20世纪60年代：丙纶。 20世纪70年代后：第二代合纤――改性纤维即新型 合成纤维（新合纤或差别化纤维）及特种纤维。
分类：干热、湿热收缩。
高性能纤维
高性能纤维的特征及其应用一、高性能纤维的定义：具备特殊耐受力的一类材料高性能纤维，是指对外部的力、热、光、电等物理作用和酸、碱、氧化剂等化学作用具有特殊耐受能力的一种材料。
包括高强度、高模量、耐高温、阻燃、抗电子束辐射、抗射线辐射、耐酸、耐碱、耐腐蚀等的纤维。
被称为第三代合成纤维。
这类纤维由于具有比普通纤维更高的机械强度和弹性模量，更好的热稳定性、耐酸碱性及耐候性。
是20世纪60年代初发展以来，高分子纤维材料领域发展迅速的一类特种纤维。
它被称为继第一代锦纶、涤纶和腈纶及第二代改性纤维(包括差别化纤维)之后的第三代合成纤维。
二、高性能纤维类别繁多高性能纤维按化学组成可分为有机和无机高性能纤维两大类。
有机高性能纤维是由有机聚合物制成的高性能纤维或利用天然聚合物经化学处理而制成的高性能纤维，按其大分子刚柔性可分为刚性链聚合物纤维和柔性链聚合物纤维。
其中，刚性链聚合物纤维由芳香族大分子构成，大分子柔软度较差，包括芳纶、聚四氟乙烯等；而柔性链聚合物纤维大分子不包含芳香环，柔性度较好，包括超高分子量聚乙烯纤维、超高分子量聚乙烯醇纤维、超高分子量聚丙烯腈纤维等。
无机高性能纤维一般以矿物质或金属为原料制成。
它同样具有不同的分子构象或结构，如无定形纤维、多晶纤维和单晶纤维等。
主要品种有碳纤维、玻璃纤维、石英玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维、金属纤维等，此外尚有石棉纤维、矿渣棉、高硅氧纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维等其他无机纤维。
三、应用集中于工业，其中高强度高模量纤维发展最快高性能纤维在国防军事和工业领域应用十分广泛。
尤其是在有特殊要求的工业和技术领域，比如宇宙开发、海洋开发、情报信息、能源交通、土木建筑、军事装备、化工和机械等诸多方面，高性能纤维起着不可缺少的作用。
有机高性能纤维中的高模量高强度纤维每年以两位数速率增长。
有机高性能纤维可分为4大类近40种，分别为高强高模纤维、耐热纤维、抗燃纤维及耐腐蚀纤维。
目前，已经商品化的高性能有机纤维当属高强高模纤维增长最快，主要品种的需求量均以2位数增长，耐热纤维次之，主要品种以5%-10%的年增长率发展，抗燃纤维和耐强腐蚀性纤维相对增长缓慢，但又不可缺。
高性能纤维—碳纤维(纺织材料课件)
指标名称
密度／g．cm-3 强度／cN．tex-1 模量/ cN．tex-1 晶粒厚度／nm
取向角
普通型碳纤维 (A型或Ⅲ型)
1.71-1.93 91.8-140.7 9697．8-12390
<5.o >10°
高强型碳纤维 (C型或Ⅱ型)
1.69-1.85 132.8-177.4 13847-17723
子主链结构对纤维轴的择优取向，预氧化过程必须对纤维施加张力，
实行多段拉伸。
碳纤维制造过程式中最重要的环节
3 预氧化的炭化
预氧丝在惰性气体保护下，在800~1500℃范围内发生碳化反应。纤
维中的非碳原子如N 、H、O等元素被裂解出去，预氧化时形成的梯形大
分子发生交联，转变为稠环状结构。纤维中的含碳量从60%左右提高到
达1000kcal/kg。这些热量必须瞬间排除，否则会发生局部温度剧升
而导致纤维断裂，所以瞬时带走预氧化过程中释放出的反应热是设
备放大和工业生产的关键所在。
除此之外，在预氧化过程中还发生较大的热收缩。一方面是经过
拉伸的原丝，大分子链自然卷曲产生物理收缩。另一方面，大分子
环化过程中产生化学收缩。为了要得到优质碳纤维，继续保持大分
到使用要求。因此，在制备碳纤维工艺流程中都要设置碳纤维表面处理
工序和上浆工序。
表面处理工序主要使碳纤维表面增加含氧官能团和粗糙度，从而增
加纤维和基体之间粘结力，使其复合材料的层间剪切强度提高到80-
120MPa，从而使碳纤维的强度利用率由60%左右提高到80%~90%。
上浆工序的目的是避免碳纤维起毛损伤，所以碳纤维总在在保护胶液中
度和模量都十分高，而垂直于纤维轴向的强度和模量都很低，纤维
高性能纤维
纤维简介
高性能纤维为力学性能优良，强度为18cN/dtex(20g/D)、初始模量为441cN/dtex(500g/D)的特种纤维。主 要品种为有机纤维的对位芳纶(聚对苯二甲酰对苯二胺)、全芳香族聚酯、超高相对分子质量的高强聚乙烯纤维及 新问世的聚苯并双恶唑等，无机纤维主要为碳纤维。
高性能纤维的生产工艺不同于常规合成纤维，如对位芳纶的液晶干湿法纺丝，高强聚乙烯纤维的凝胶纺丝， 碳纤维的燃烧碳化等工艺都将合成纤维工艺技术带入高技术范畴。并且以高性能纤维为增强基质，用热可塑性树 脂和热硬化树脂以及各种类型的编织物形成的复合材料已逐步扩大在航空、航天、交通运输、工业生产、农林、 海洋水产、能源、环境保护、通信、医疗卫生、体育器材等方面的应用，为人类提供新时代的物质条件，丰富了 人类的生活。由高性能纤维为强化材料组成的尖端复合材料(Advanced composite materials)应用领域广泛， 推动技术经济的发展。
常见种类
国外高性能纤维产业发展迅速，全世界总产能约20万吨，虽然只占化纤总产能0.5%，但其战略意义和经济效 益非常之大。高性能纤维材料主要有碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚苯硫醚纤维、超高强高模聚乙烯纤维、 聚对苯撑苯并双恶唑纤维、聚酞亚胺纤维和聚四氟乙烯纤维等。对其中五种主要高性能纤维材料介绍如下。
③抗燃纤维：有酚醛纤维、芳香族聚酰胺表面化学处理纤维、金属螯合纤维、聚丙烯腈预氧化纤维等。
④高强度高模量纤维：有聚苯二甲酰对苯二胺纤维、芳香族聚酰胺共聚纤维、杂环族聚酰胺纤维、碳纤维、 石墨纤维、碳化硅纤维等。
⑤功能纤维：有中空纤维半透膜、活性碳纤维、超细纤维毡、吸油纤维毡、光导纤维、导电纤维等。
⑥弹性体纤维：有聚酯型和聚醚型聚氨基甲酸酯纤维、聚丙烯酸酯类纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维等。
高性能纤维(20100920)
碳纤维的制备原理
纤维素基碳纤维的制备原理
聚丙烯腈基碳纤维的制备原理 聚丙烯腈 去氢
碳化
环化 拉伸
拉伸
去氮
氧化
沥青基碳纤维的制备原理 稳定化
碳化
碳纤维的性能
力学性能 碳纤维的力学性能
类型 PAN基 生产商 Toray 产品名称 T300 T1000 M55J Hercules GP沥青基 HP沥青基 Kureha BP-Amoco IM7 KCF200 Thornel P25 拉伸强力 （GPa） 3.53 7.06 3.92 5.30 0.85 1.40 杨氏模量 （GPa） 230 294 540 276 42 140 断裂伸长 （%） 1.5 2.0 0.7 1.8 2.1 1.0
拉伸强度 （ GPa ）
压缩强度 （ GPa ）
氧化铝纤维 E－玻璃
性能优点：高强、高模、耐热、难燃； 性能缺陷：压缩强度低。
长丝
短纤维
聚苯并咪唑 （Polybenzimidazole, PBI）
生产商：塞拉尼斯（ Celanese ）
化学结构
PBI
硫酸处理
磺化PBI
合成
间苯二甲酸二苯酯
3,3'-二氨基联苯胺
缺点 比较脆、怕受压和剪切 抗氧化性差 破坏前无预报
玻璃纤维
按纤维的形态和长度分类
类别名称 连续纤维（纺织 纤维） 定长纤维 玻璃棉 用途与说明 连续纤维是指无限长的玻璃纤维。主要用漏板法拉制而成。它经过纺织加工后可以制成玻璃丝、带 、布、绳、无捻粗纱及其制品。 玻璃纤维长度有限，一般在300~500mm左右，有时也可较长。它多用来制成毛纱或毡片使用。 也是一种定长纤维，湿纤维长度较短，一般在<150mm或更短。在形态上组织蓬松，类似絮棉，故又 称为短棉。主要用作保温、吸声等用途。玻璃棉直径<1µm或3µm者，称为超细棉。
高性能高分子材料-纤维
缺点：接枝过程繁琐，对纤维有一定损 伤，目前主要停留在实验室阶段。 表面改性
通过光、辐射或化学处理，在聚合物的表 面接上活性基团。
共混改性技术 在聚丙烯中加入可染性组分： 低分子化合物 金属盐类（主要是有机金属盐类）； 高分子聚合物。
新型多功能细旦聚丙烯纤维 细旦抗菌保健聚丙烯纤维 细旦防紫外线聚丙烯纤维
蚕丝直径15μm，由1000根原纤维的小纤维束 形成集合结构；
继承了丝绸独特的、丰富的染色性； 热分解温度较丝绸上升40℃； 生物分解性，吸水、吸湿，抗菌；
原料植物是短期再生型资源，对土壤和水有净 化作用。
糖类与高聚物复合纤维
1.纤维素纤维（Lyocell纤维） 直接将纤维素溶于有机溶剂N-甲基吗啉-N-
芳香族聚酰胺纤维（Aramid）
* NH
NH CO
CO *
n
Poly(p-phenylene terephthalamide) (PPTA)
* NH
NH CO
CO *
n
Poly(m-phenylene isophthalamide) (PMIA)
高强高模芳酰胺纤维
抗张强度：＞2GPa 模量：＞40GPa PPTA纤维：Kevlar、Twaron、Technora
几何特性：单丝直径变小，纤维比表面积增 大，表面的补偿效应增加；
物理机械特性：纤维弯曲阻力小，具有高的 可挠性和扭曲性；
光学特性：反射光泽柔和； 其它：高保温性、吸音性、透湿防水性。
纤维发展趋势
高性能纤维 强度在2.5GPa、模量在55GPa以上。如： 芳香族聚酰胺纤维 芳香聚酯纤维 高强度聚乙烯纤维
氧化物中，经溶液纺丝法成型；
O O O
纤维二糖重复单元
通过光、辐射或化学处理，在聚合物的表 面接上活性基团。
共混改性技术 在聚丙烯中加入可染性组分： 低分子化合物 金属盐类（主要是有机金属盐类）； 高分子聚合物。
新型多功能细旦聚丙烯纤维 细旦抗菌保健聚丙烯纤维 细旦防紫外线聚丙烯纤维
蚕丝直径15μm，由1000根原纤维的小纤维束 形成集合结构；
继承了丝绸独特的、丰富的染色性； 热分解温度较丝绸上升40℃； 生物分解性，吸水、吸湿，抗菌；
原料植物是短期再生型资源，对土壤和水有净 化作用。
糖类与高聚物复合纤维
1.纤维素纤维（Lyocell纤维） 直接将纤维素溶于有机溶剂N-甲基吗啉-N-
芳香族聚酰胺纤维（Aramid）
* NH
NH CO
CO *
n
Poly(p-phenylene terephthalamide) (PPTA)
* NH
NH CO
CO *
n
Poly(m-phenylene isophthalamide) (PMIA)
高强高模芳酰胺纤维
抗张强度：＞2GPa 模量：＞40GPa PPTA纤维：Kevlar、Twaron、Technora
几何特性：单丝直径变小，纤维比表面积增 大，表面的补偿效应增加；
物理机械特性：纤维弯曲阻力小，具有高的 可挠性和扭曲性；
光学特性：反射光泽柔和； 其它：高保温性、吸音性、透湿防水性。
纤维发展趋势
高性能纤维 强度在2.5GPa、模量在55GPa以上。如： 芳香族聚酰胺纤维 芳香聚酯纤维 高强度聚乙烯纤维
氧化物中，经溶液纺丝法成型；
O O O
纤维二糖重复单元
高性能纤维在军事上的应用
高性能纤维在军事上的应用
M040114115 肖XX
目录
一 高性能纤维的介绍
二 芳纶纤维在军事上的应用
三 碳纤维在军事上的应用 四 导电纤维在军事上的应用
Page 2
一 高性能纤维的介绍
高性能纤维是具有特殊的物理化学结构、性能和用途， 或具有特殊功能的化学纤维，一般指强度大于17.6 cN/dtex，弹性模量在440 cN/dtex以上的纤维。
Page 14
Page 15
美国第四代战斗机F22采用了约为24%的碳纤维复合材 料，从而使该战斗机具有超高音速巡航、超视距作战、高 机动性和隐身等特性。
Page 16
美国波音推出新一代高速宽体客机的音速巡洋舰，约 60%的结构部件都将采用强化碳纤维塑料复合材料制成， 其中包括机翼。
Page 17
Page 8
二 芳纶纤维在军事上的应用
芳纶具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量
轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能。广泛应用于 复合材料、防弹制品、特种防护服装等领域。
Page 9
目前制作防弹头盔的主要材料是超高分子量聚乙烯纤 维,芳族聚酰胺(Kevlar) 两种材质，超高分子量聚乙烯纤维质 头盔更加轻便。
Page 12含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维 的新型纤维材料。质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁， 并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面 都是重要材料。
碳纤维是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武 器装备必不可少的战略基础材料。使用碳纤维材料可以大 幅降低结构重量，因而可显著提高燃料效率。
高性能纤维按性能可分为耐腐蚀性纤维、耐高温纤维、 抗燃纤维、高强度高模量纤维、功能纤维等。
M040114115 肖XX
目录
一 高性能纤维的介绍
二 芳纶纤维在军事上的应用
三 碳纤维在军事上的应用 四 导电纤维在军事上的应用
Page 2
一 高性能纤维的介绍
高性能纤维是具有特殊的物理化学结构、性能和用途， 或具有特殊功能的化学纤维，一般指强度大于17.6 cN/dtex，弹性模量在440 cN/dtex以上的纤维。
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美国第四代战斗机F22采用了约为24%的碳纤维复合材 料，从而使该战斗机具有超高音速巡航、超视距作战、高 机动性和隐身等特性。
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美国波音推出新一代高速宽体客机的音速巡洋舰，约 60%的结构部件都将采用强化碳纤维塑料复合材料制成， 其中包括机翼。
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Page 8
二 芳纶纤维在军事上的应用
芳纶具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量
轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能。广泛应用于 复合材料、防弹制品、特种防护服装等领域。
Page 9
目前制作防弹头盔的主要材料是超高分子量聚乙烯纤 维,芳族聚酰胺(Kevlar) 两种材质，超高分子量聚乙烯纤维质 头盔更加轻便。
Page 12含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维 的新型纤维材料。质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁， 并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面 都是重要材料。
碳纤维是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武 器装备必不可少的战略基础材料。使用碳纤维材料可以大 幅降低结构重量，因而可显著提高燃料效率。
高性能纤维按性能可分为耐腐蚀性纤维、耐高温纤维、 抗燃纤维、高强度高模量纤维、功能纤维等。
高分子材料纤维材料PPT课件
• 粘胶纤维应用广泛，其长丝称为人造丝， 可织成各种平滑柔软的丝织品，毛型短 纤维俗称人造毛，是毛纺厂重要的原料， 棉型粘胶短纤维俗称人造棉，可织成各 种色彩绚丽的人造棉布。
三、聚酯纤维
• 聚酯纤维通常是指聚对苯二甲酸乙二酯 （PET），为目前发展速度最快、产量 最大的合成纤维品种。
• 聚酯纤维又称涤纶，的确良，特丽纶、 达克纶、帝特纶等，是以对本二甲酸二 甲酯、乙二醇为原料，经酯交换、缩聚、 纺丝和纤维后加工等四个步骤而得。
也是高强高模量的重要条件。
PBI
• PBI纤维是一种金黄色纤维，相对密度1.32 • 强度433~512mN/tex，伸长19%~24%，初始模量
9.3~12.4N/tex。 • 分解温度为660℃ • 具有好的热稳定性(在250℃下剩余强力75%) • 较低的热收缩性(在450℃收缩8%)，在550℃下仍保持
• 2．相对强度： 它的单位用（gf/den）、 （N/tex）或（N/dtex）表示。即每旦、每特或 分特纤维被拉断时所能承受的最大力称为相 对强度。纤维的相对强度在干燥条件下测定 者叫干强度，在湿润条件下测定者叫湿强度。
• 3． 回弹率： 把纤维拉伸到一定的伸长率 （一般为2~5%），当外力除去后，松弛一段 时间后（30～60秒内）测定形变恢复的程度 称回弹率，以百分数（%）表示。回弹率越 高，纤维的耐疲劳性能越好。
• ①取向态由结晶结构维持―――若解取向必须破坏结 晶和再生结晶（必须在熔点以下）
• ②结晶结构内部的缺陷、无序结构―――弹性 • 稳定取向与弹性的统一
三、纤维的主要性能指标
• 1. 线密度（纤度）： • 线密度为表示纤维粗细程度的指标。 • 线密度—指一定长度纤维所具有的重量，
其单位名称为“tex”—特（克斯），1/10 称为分特（克斯），单位符号dtex 。 1000m长纤维重量的克数称为“特”。 • 支数—单位重量的纤维所具有的长度。对 于同一种纤维，支数越高，纤维越细。
高性能纤维
20世纪60年代后，合成高分子进入分子 工程（又称分子设计）时期：
通过分子设计合成具有预想结构和性 能的聚合物，并将其制成材料或制品。
1.1 高性能高分子材料
1.1.1 高性能高分子材料的概念 是指除了具有一定力学性能外，还具有物 质分离、光、电、磁、能量储存和转化、 生物医用等特殊性能的高分子材料，这种 特殊功能是由它们的链结构、链上所带的 功能基的种类、数量、分布以及高分子的 聚集态和形态所确定的。
高分子材料的组成、结构
1．天然橡胶
CH2 C C CH3 H n CH2
CH3 C C ... CH2 C C CH3 H
CH2OH O H OH H H O H H H OH H
H CH2 CH2 C C CH3 H CH2 ...
CH2 CH2
2．甲壳素
CH2OH H
O H O H n
NHCOCH3
高性能高分子化学就是在这种背景下 发展起来的一门科学。 那些性质和功能很特殊的新型聚合物 材料即属于高性能高分子材料。
1.1 高性能高分子材料
1.1.3 高性能高分子化学的发展
•高性能高分子化学的发展可以追述到很 久以前，如光敏高分子材料和离子交换 树脂都有很长的发展历史。但是作为一 门独立学科，则是一门全新的科学。
1.2 高性能纤维
1.2.5 高性能纤维的分类
刚性链
全芳香族聚酰胺纤维 (Kevlar, Metamax等） 全芳香族聚酯纤维 (Vectra, Ekonol 等 ) 芳杂环类纤维 (PBZT, PBO, PBI 等)
有机纤维
柔性链
无机纤维
碳纤维 氧化铝纤维 碳化硅纤维 高强度玻璃纤维 其它
高性能纤维材料介绍ppt课件
高强、高模 耐高温（热收缩率低、阻燃） 耐化学作用 高承载能力、高耐久性
3
高性能纤维的基本分类、构成与特性
分类 名称
高强高模纤维
耐高温纤维
耐化学作用纤维 无机类纤维
对位芳纶（PPTA）纤 维、芳香族聚酯
（PHBA）纤维、聚苯 并噁唑(PBO)纤维、高 性能聚乙烯（HPPE） 纤维
聚苯并咪唑
力越大越好； 高分子的相对分子质量尽量的大，减少大分
子链中的末端数。
5
对位和间位芳纶
对位芳纶（芳纶1414） 结构：
特点：强度高、模量小、密度小、柔性且化学性能稳 定、除无机强酸、强碱外，能耐多种酸、碱及有机溶 剂的侵蚀。
应用：主要用作高速飞机轮胎的窗子线。用作增强材 料，用于高压容器、火箭发动机外壳和雷达天线罩等。
制备或来源：①乳液纺丝法。工业上采用的主要方法，聚 四氟乙烯乳液（浓度60％）与粘胶丝或聚乙烯醇等成纤性 载体混合后，制成纺丝液，纺丝后将载体在高温下碳化除 掉，聚合物被烧结而连续形成纤维。②糊料挤出纺丝法。 将聚四氟乙烯粉末与易挥发物调成糊料，经螺杆挤出后通 过窄缝式喷丝孔纺成条带状纤维,然后用针辊作原纤化处理, 可制得强度较高、纤度较大的纤维。③膜裂纺丝法。将聚 四氟乙烯粉末烧结制得圆柱体，经切割或切削后,进行热拉 伸等处理,制得白色纤维，强度较低。④熔体纺丝法。以四 氟乙烯与4％～5％全氟乙烯、全氟丙基醚的共聚物熔融后 进行纺丝，制得强度较高的纤维。
高极限氧指数、 耐高温，柔性高 聚物
耐各种化学腐蚀、 高强、高模、低
性能稳定、高极 伸长性、脆性、
限氧指数、耐较 耐高温
高的温度
（>600℃），无
（200~300℃）， 机物
高聚物
3
高性能纤维的基本分类、构成与特性
分类 名称
高强高模纤维
耐高温纤维
耐化学作用纤维 无机类纤维
对位芳纶（PPTA）纤 维、芳香族聚酯
（PHBA）纤维、聚苯 并噁唑(PBO)纤维、高 性能聚乙烯（HPPE） 纤维
聚苯并咪唑
力越大越好； 高分子的相对分子质量尽量的大，减少大分
子链中的末端数。
5
对位和间位芳纶
对位芳纶（芳纶1414） 结构：
特点：强度高、模量小、密度小、柔性且化学性能稳 定、除无机强酸、强碱外，能耐多种酸、碱及有机溶 剂的侵蚀。
应用：主要用作高速飞机轮胎的窗子线。用作增强材 料，用于高压容器、火箭发动机外壳和雷达天线罩等。
制备或来源：①乳液纺丝法。工业上采用的主要方法，聚 四氟乙烯乳液（浓度60％）与粘胶丝或聚乙烯醇等成纤性 载体混合后，制成纺丝液，纺丝后将载体在高温下碳化除 掉，聚合物被烧结而连续形成纤维。②糊料挤出纺丝法。 将聚四氟乙烯粉末与易挥发物调成糊料，经螺杆挤出后通 过窄缝式喷丝孔纺成条带状纤维,然后用针辊作原纤化处理, 可制得强度较高、纤度较大的纤维。③膜裂纺丝法。将聚 四氟乙烯粉末烧结制得圆柱体，经切割或切削后,进行热拉 伸等处理,制得白色纤维，强度较低。④熔体纺丝法。以四 氟乙烯与4％～5％全氟乙烯、全氟丙基醚的共聚物熔融后 进行纺丝，制得强度较高的纤维。
高极限氧指数、 耐高温，柔性高 聚物
耐各种化学腐蚀、 高强、高模、低
性能稳定、高极 伸长性、脆性、
限氧指数、耐较 耐高温
高的温度
（>600℃），无
（200~300℃）， 机物
高聚物
《高性能纤维》课件
高性能纤维
纤维是材料科学中的重要组成部分，它们有着广泛的应用领域。本课件将介 绍纤维的来源、分类和特点，以及高性能纤维的定义和意义。
纤维的定义和来源
纤维是由天然或人工合成的细长材料组成的，具有一定的柔韧性和拉力。它 们可以从植物、动物或化学合成过程中获得。
纤维的分类和特点
天然纤维
如棉、麻、丝等，具有良好的透气性和舒适性。
1 高强度
具有比钢材还要高的强度，能够承受高张力。
2 低密度
相对较轻，有助于减轻负荷和降低材料重量。
3 耐高温
能够在极高温度下保持稳定性和强度。
高性能纤维的发展趋势和展望
随着科技的进步，高性能纤维将继续迎来新的发展。未来，我们可以期待更 高强度、更轻便、更多样化的高性能纤维材料。
防护纤维
如Kevlar，用于制作防弹衣、防 刺手套等。
结构纤维
如碳纤维，用于航空航天和汽车 制造。
特殊用途纤维
如芳纶纤维，用于制作防火服装。
高性能纤维的制备工艺
1
聚合
通过融物经过纺丝头拉伸成纤维。
3
固化
通过加热或化学处理使纤维固化、增加强度。
高性能纤维的特殊性能和优点
合成纤维
如涤纶、尼龙等，具有较高的强度和耐磨性。
功能纤维
如阻燃纤维、抗菌纤维等，具有特殊的性能和功能。
高性能纤维的定义和意义
高性能纤维具有卓越的力学性能和化学稳定性，广泛应用于航空航天、军事 防护和高科技领域。它们能够承受极高的拉力和温度，为现代科技进步提供 了重要支持。
高性能纤维的种类和应用领域
纤维是材料科学中的重要组成部分，它们有着广泛的应用领域。本课件将介 绍纤维的来源、分类和特点，以及高性能纤维的定义和意义。
纤维的定义和来源
纤维是由天然或人工合成的细长材料组成的，具有一定的柔韧性和拉力。它 们可以从植物、动物或化学合成过程中获得。
纤维的分类和特点
天然纤维
如棉、麻、丝等，具有良好的透气性和舒适性。
1 高强度
具有比钢材还要高的强度，能够承受高张力。
2 低密度
相对较轻，有助于减轻负荷和降低材料重量。
3 耐高温
能够在极高温度下保持稳定性和强度。
高性能纤维的发展趋势和展望
随着科技的进步，高性能纤维将继续迎来新的发展。未来，我们可以期待更 高强度、更轻便、更多样化的高性能纤维材料。
防护纤维
如Kevlar，用于制作防弹衣、防 刺手套等。
结构纤维
如碳纤维，用于航空航天和汽车 制造。
特殊用途纤维
如芳纶纤维，用于制作防火服装。
高性能纤维的制备工艺
1
聚合
通过融物经过纺丝头拉伸成纤维。
3
固化
通过加热或化学处理使纤维固化、增加强度。
高性能纤维的特殊性能和优点
合成纤维
如涤纶、尼龙等，具有较高的强度和耐磨性。
功能纤维
如阻燃纤维、抗菌纤维等，具有特殊的性能和功能。
高性能纤维的定义和意义
高性能纤维具有卓越的力学性能和化学稳定性，广泛应用于航空航天、军事 防护和高科技领域。它们能够承受极高的拉力和温度，为现代科技进步提供 了重要支持。
高性能纤维的种类和应用领域
常见与高性能纤维纺织品课件
常见与高性能纤维纺织品
目录
高性能纤维纺织品的概述 高性能纤维纺织品的性能 高性能纤维纺织品的生产工艺 高性能纤维纺织品的应用领域 高性能纤维纺织品的未来发展
定义与分类
高性能纤维纺织品：指具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀等性能的纤维纺织品 定义：高性能纤维纺织品是指采用高性能纤维为原料，通过纺纱、织造、染整等工 艺制成的纺织品 分类：高性能纤维纺织品可以分为碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等
力作用。
耐磨性：高性 能纤维纺织品 具有较好的耐 磨性，能够抵 抗摩擦和磨损， 延长使用寿命。
耐热性：高性能 纤维纺织品具有 较好的耐热性， 能够承受较高的 温度，不易变形
和损坏。
耐腐蚀性：高性 能纤维纺织品具 有较好的耐腐蚀 性，能够抵抗化 学物质的侵蚀， 保持良好的性能。
耐热性与阻燃性
耐热性：能够承受 高温而不变形、不 熔化
域
高性能纤维纺织品的环保与可持续发展
环保材料：使用可再生、可降解的纤维材料，减少对环境的污染 节能减排：提高生产效率，减少能源消耗，降低碳排放 循环利用：回收利用废旧纤维，实现资源的循环利用 社会责任：关注环境保护和社会责任，推动可持续发展
高性能纤维纺织品的市场前景与展望
市场需求：随着 科技的发展，高 性能纤维纺织品 在航空航天、医 疗、环保等领域 的应用越来越广
建筑领域
建筑外墙：高性能纤 维纺织品可用于建筑 外墙，提高建筑的保 温、隔热、隔音性能。
建筑内墙：高性能纤 维纺织品可用于建筑 内墙，提高建筑的防 火、防潮、防霉性能。
建筑屋顶：高性能纤 维纺织品可用于建筑 屋顶，提高建筑的防 水、防风、防晒性能。
建筑地板：高性能纤 维纺织品可用于建筑 地板，提高建筑的耐 磨、防滑、防潮性能。
目录
高性能纤维纺织品的概述 高性能纤维纺织品的性能 高性能纤维纺织品的生产工艺 高性能纤维纺织品的应用领域 高性能纤维纺织品的未来发展
定义与分类
高性能纤维纺织品：指具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀等性能的纤维纺织品 定义：高性能纤维纺织品是指采用高性能纤维为原料，通过纺纱、织造、染整等工 艺制成的纺织品 分类：高性能纤维纺织品可以分为碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等
力作用。
耐磨性：高性 能纤维纺织品 具有较好的耐 磨性，能够抵 抗摩擦和磨损， 延长使用寿命。
耐热性：高性能 纤维纺织品具有 较好的耐热性， 能够承受较高的 温度，不易变形
和损坏。
耐腐蚀性：高性 能纤维纺织品具 有较好的耐腐蚀 性，能够抵抗化 学物质的侵蚀， 保持良好的性能。
耐热性与阻燃性
耐热性：能够承受 高温而不变形、不 熔化
域
高性能纤维纺织品的环保与可持续发展
环保材料：使用可再生、可降解的纤维材料，减少对环境的污染 节能减排：提高生产效率，减少能源消耗，降低碳排放 循环利用：回收利用废旧纤维，实现资源的循环利用 社会责任：关注环境保护和社会责任，推动可持续发展
高性能纤维纺织品的市场前景与展望
市场需求：随着 科技的发展，高 性能纤维纺织品 在航空航天、医 疗、环保等领域 的应用越来越广
建筑领域
建筑外墙：高性能纤 维纺织品可用于建筑 外墙，提高建筑的保 温、隔热、隔音性能。
建筑内墙：高性能纤 维纺织品可用于建筑 内墙，提高建筑的防 火、防潮、防霉性能。
建筑屋顶：高性能纤 维纺织品可用于建筑 屋顶，提高建筑的防 水、防风、防晒性能。
建筑地板：高性能纤 维纺织品可用于建筑 地板，提高建筑的耐 磨、防滑、防潮性能。
高性能纤维复合材料在海洋中应用ppt
1．1常用纤维
1．1．4 芳纶纤维：轻质、高拉伸强度、高模、高冲击、 耐疲劳和可编织性优良。怕水，怕光。 1．1．5 高强高模聚乙烯纤维：Spectra® ，比水轻。 其室温力学性能、耐水和耐化学腐蚀性能优于芳纶。 1．1．6 热塑性纤维：COMPET®，聚酯和尼龙热塑性 纤维。Treveria®,的热处理聚酯织物。可作为首层材料。 高强（刚度低于玻纤），轻质、价廉、耐冲击和疲劳性 能好，并有可能作为阻尼材料和隔舱材料。硬化时不放 热，适合于高厚度产品，提高了抗损伤容限和工艺性能， 但目前主要用于小船和休闲船。
碳纤维轴的优点 （1）重量轻；C/E复合材料轴比同尺寸的钢轴轻 25~80%。而大型舰船如护卫舰、驱逐舰上各钢 轴约占整船重量的2%(约100~200 t)。 （2）强度和刚度高。 （3)低热膨胀系数，尺寸稳定，适合经历高加速 度和得到最小运动惯量的产品。 (4)幅宽大，长跨距，减低轴承数量及重量，节省 船体轴承座结构，每段长度可达10米无支撑。
瑞典“维斯比”级全隐形护卫舰
东华大学早期船体制作
用WARI技术，制造6米小艇
碳纤维芳纶纤维混编高速艇
12m船艇制作（SCRIMP）
服役中45节揖私艇
3.2 复合材料在高速船舰 上层建筑上的应用
上层建筑采用复合材料有更多的优点, 上层建 筑容纳各种电子信息装备、武器装备、机电设备等， 承担着绝大部分的作战功能。复合材料的采用，减 轻了上层建筑的重量，而且通过在复合材料夹层里 嵌人有滤波功能的频率选择层，允许发射和接收预 定的频率，从而滤除敌方雷达电磁波。但由于上层 建筑结构复杂,技术上更困难.
3 、高性能纤维复合材料 在水面舰艇上的应用
水面舰艇包括：航空母舰、战列舰、巡洋 舰、驱逐舰、护卫舰、护卫艇、鱼雷艇、导弹 艇、猎潜艇、布雷舰、扫雷舰、登陆舰、两栖 攻击舰等；潜艇则有攻击型潜艇和战略潜艇等。 辅助战斗舰艇又称勤务舰艇，主要用于战斗保 障、技术保障和后勤保障，它包括：军事运输 舰船、航行补给舰船、维修供应舰船、医院船、 防险救生船、试验船、通信船、训练船、侦察 船等。
高性能纤维
• 一般高分子材料的结晶结构远不如低分子晶体那 样规整，存在着各种各样的缺陷。高强高模纤维 的理想结构一般是指沿纤维轴方向大分子完全伸 直、集束、结晶和无缺陷的结构。
• 从分子结构来看，决定高分子材料力学性能如强 度、模量等的主要因素包括主价键力和次价键力。 前者决定了大分子主链的强度，后者则与纤维的 聚集态结构紧密相关。
6
一、由化学纤维到高性能纤维 的发展概况
• 高性能纤维是一种技术密集、投资巨大的 工业产品，其主要缺点是价格昂贵。 • 例如，每公斤超高分子量聚乙烯纤维的市 场售价约50美元、芳香族聚酰胺纤维约80 美元、聚丙烯腈基碳纤维约120美元，而无 机硼纤维则高达800美元左右。
7
一、由化学纤维到高性能纤维 的发展概况
• 高强高模纤维是高性能纤维中发展最快的 一类纤维，不论是工艺技术的革新、新材 料或新品种的不断出现，还是性能或功能 方面的进一步提高，都给人以日新月异的 感觉。
• 通常，有机纤维高分子的主链所含元素种 类较少，主要有C、N、S、O及H等。在化 学键方面，C-C共价键占很大比例。
10
二、高强高模纤维的结构特点
13
三、耐高温纤维
• 事例：1983年6月，加拿大民航飞机失事因 火灾导致20多人死亡后，飞机内部座套、 装饰材料等的阻燃化开始受到世界各国的 高度重视。
14
三、耐高温纤维
• 目前，世界各国对飞机机舱内部制品或材 料的阻燃性都有非常严格的要求。发生空 难时，阻燃性材料可在数分钟内不燃烧， 为乘客安全脱险或采取紧急救护措施赢得 宝贵的时间。 • 类似汽车、火车、船舶以及公共场所的铺 饰材料或装饰物等的阻燃化也同样受到人 们普遍重视。
• 金刚石是典型的三维有序高性能材料，而石墨则 具有二维有序结构特征。
• 从分子结构来看，决定高分子材料力学性能如强 度、模量等的主要因素包括主价键力和次价键力。 前者决定了大分子主链的强度，后者则与纤维的 聚集态结构紧密相关。
6
一、由化学纤维到高性能纤维 的发展概况
• 高性能纤维是一种技术密集、投资巨大的 工业产品，其主要缺点是价格昂贵。 • 例如，每公斤超高分子量聚乙烯纤维的市 场售价约50美元、芳香族聚酰胺纤维约80 美元、聚丙烯腈基碳纤维约120美元，而无 机硼纤维则高达800美元左右。
7
一、由化学纤维到高性能纤维 的发展概况
• 高强高模纤维是高性能纤维中发展最快的 一类纤维，不论是工艺技术的革新、新材 料或新品种的不断出现，还是性能或功能 方面的进一步提高，都给人以日新月异的 感觉。
• 通常，有机纤维高分子的主链所含元素种 类较少，主要有C、N、S、O及H等。在化 学键方面，C-C共价键占很大比例。
10
二、高强高模纤维的结构特点
13
三、耐高温纤维
• 事例：1983年6月，加拿大民航飞机失事因 火灾导致20多人死亡后，飞机内部座套、 装饰材料等的阻燃化开始受到世界各国的 高度重视。
14
三、耐高温纤维
• 目前，世界各国对飞机机舱内部制品或材 料的阻燃性都有非常严格的要求。发生空 难时，阻燃性材料可在数分钟内不燃烧， 为乘客安全脱险或采取紧急救护措施赢得 宝贵的时间。 • 类似汽车、火车、船舶以及公共场所的铺 饰材料或装饰物等的阻燃化也同样受到人 们普遍重视。
• 金刚石是典型的三维有序高性能材料，而石墨则 具有二维有序结构特征。
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• 日本帝人： • Technora 200 高强，橡胶基增强材 料Technora 210高强，绳索 • Technora 240 高强，机织、针织物
三 凯夫拉纤维化学与物理性质
• 1.强度高、质量轻 • 大部分短纤维产品其密度为1. 43-1. 44 g/cm3，而凯夫拉49为1. 44-1. 45 g/cm3， 凯夫拉149为1. 47 g/cm3，与常规合纤相 比，锦纶为1. 14 g/cm3，聚酯为1.38 g/cm3，碳纤维为1. 8 g/cm3，玻璃纤维 为2. 25 g/cm3，钢丝为7. 9 /cm3。因此凯 夫拉纤维密度比锦纶、聚酯大，而比碳纤 维、玻璃纤维和钢丝小，在基本相同强度 下，凯夫拉具有较轻的特点。
四 纺丝方法
五 应用
用于轮胎工业；高压水龙带、 三角皮带、运输带中的增强纤维； 生产电缆(如深海电缆)、腰带和防聚丙烯睛（PAN）基碳纤维； • 粘胶基碳纤维； • 沥青基碳纤维； • 木质素纤维基碳纤维； • 其他有机纤维基（各种天然纤维、再 生纤维、缩合多环芳香族等合成纤维） 碳纤维。
• 凯夫拉（Kevlar)纤维由美国杜邦公司于 1972年开始工业化生产，是芳香族聚酰 胺( Aramid）纤维的一个品种。 • 我国于20世纪80年代初研制的两种纤维 与凯夫拉纤维结构一致．命名为芳纶 1414和芳纶14,总称为芳纶纤维。
• 用湿法纺出纤维，其纤维强伸模量达353 cN/dtex以上，比玻璃纤维高二倍半，在 相同质量下，比玻璃纤维更刚硬。 • 1970年杜邦公司着手芳香族聚酰胺纤维 工业化； • 1971年建立了一个工厂，以B纤维命名 发表了专利并提供产品，之后商业命名 为凯夫拉。 • 生产能力分别在1978年为6 810 t,1982年 2X104 t以上。目前凯夫拉纤维在美国和 英国生产。日本帝人1974年工业化生产 Technora。
二 碳纤维性能
• 1.碳纤维的应力-应变曲线是一条直 线，纤维在断裂前是弹性体，断裂 是瞬间开始和完成的。高模量碳纤 维的最大延伸率是0. 35％，高强度 碳纤维为1%，据报道已有延伸率为 1. 5％的碳纤维商品。碳纤维的弹 性回复为100％。
• 缺陷在碳纤维内是随机分布的。纤维长 度增长，不仅包含裂纹数目增多，而且 包含大裂纹、大空穴的几率也增大，并 导致强度下降；同理碳纤维直径越粗， 由于缺陷的存在，不仅承载的有效面积 减小，而且易造成应力集中，导致强度 下降。强度随试样长度和直径的变化称 之为“体积效应”或“尺寸效应”。
第六章 高性能纤维
• 高性能纤维为力学性能同时具 有强度为18 cN/dtex(20 g/D)、 初始模量为441 cN/dtex(500g/D)的特种纤维。
第一节 对位芳纶纤维
• 凡是由酰胺键互相连接的芳基所构成 的合成线型大分子，其中至少有85％ 的酰胺键直接连接在两个芳基环上， 而有50％以下的酰胺键可被亚胺键所 取代者都称之为芳族聚酰胺。由芳族 酰胺键长链大分子制成的纤维叫芳族 聚酰胺纤维，我国简称芳纶。
• 象锦纶这样的脂肪族聚酰胺纤维具有 某些缺点，如模量低，尺寸稳定性较 差，在温度较高时的化学稳定性差以 及耐高温性差等。 • 芳族聚酰胺纤维中，由于在大分子长 链中用芳基取代了一般聚酰胺中的脂 肪基，分子链的柔性减小，闭性增大， 使所得纤维的玻璃化温度，耐热性能 以及模量等都显著提高。
一 凯夫拉纤维的发展
• 2.强伸性能
• 凯夫拉纤维具有较高的强度和模量。另外， 它的强伸性能对于温度是不敏感的，一直 到玻璃化温度以上。
• 凯夫拉纤维其单丝强度为22. 9-26. 5 cN/dtex。 • 凯夫拉纱最佳捻系数为1. 1。凯夫拉长丝有一较 宽的强伸范围；强度15.9-23. 8 cN/dtex；断裂伸 长1.5%-4.4％；模量379. 5-970. 9 cN/dtex。
• 根据碳纤维的性能分类如下： • 高性能碳纤维：有高强度碳纤维、 高模量碳纤维、 中模量碳纤维等。 • 低性能碳纤维：耐火纤维、 碳质纤维、 石墨纤维等。
• 根据碳纤维的用途，碳纤维品种规 格分为通用型GP和高性能型HP。 • 高性能型又分高强型HT和高模型 HM,根据复合材料工程需要又开发 了超高强型UHT和超高模型UTM
• 凯夫拉纤维的高结晶和各向异性使得其具 有非常低的蠕变，但在较高的应力下，产 生蠕变。一般来讲，蠕变随着应力和温度 的增加而增加。
• 3.压缩性能 • 在轴向和径向具有较低的压缩性能， 这主要由于它的高结晶和高取向。 • 4.剪切性能 • 凯夫拉纤维具有较低的剪切性能，因 为它具有较高的各向异性。
• 5.耐磨性能 • 由于凯夫拉纤维较弱的横向结合力，因 此具有较低的耐磨性能，当纤维之间摩 擦或与金属表面摩擦，易原纤化。这种 情况在纤维表面区域，易纤维劈裂或原 纤化，以致形成断裂。为了保护其表面， 大部分凯夫拉纤维制品上油剂，增加耐 磨性
• 6.抗燃性能 • 凯夫拉纤维在4270C时炭化。它的氧指 数为28.5-29，与诺梅克斯（Nomex)基 本相同 。 • 7.降解温度 • 凯夫拉纤维具有极好的热稳定性，这是 芳香族聚酞胺固有的特性。在500℃以上 产生急剧的降解 .
二对位芳香族聚酞胺纤维及其产品
• • • • • • • • • 美国杜邦： 凯夫拉 凯夫拉29 凯夫拉49 凯夫拉68 凯夫拉100 凯夫拉119 凯夫拉129 凯夫拉149 帘子线 各种用途的纱 高模量纱 中等模量纱 各种色纱 高伸长纱 高强度纱 超高模量纱
• 荷兰阿克苏： • Twaron 1000 标准模量(SM)，用于织造、 编织 • Twaron 1010 标准模量can）增强复合 材料（缠绕成形） • Twaron 1111 中等模量(IM)增强复合材 料(缠绕成形、拉制成形)，织造、编织 • Twaron 1055 高模量（HM)，用于织造、 编织 • Twaron 1056 高模量（HM）增强复合 材料（缠绕成形、拉制成形）