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。
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。
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。
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
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
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
热丝处理 1.46
8.8~10.1 16.0~17.7
340~400 903~1062
5.5~6.5 1.5~2.0
芳纶Ⅱ 原丝
1.44
热丝处理 1.45
19.5~21.2 19.5~21.2
◇孔洞； ◇表皮轴向裂纹（长
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。
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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O
C Cl + NH2
NH2
商品名有美国杜邦的Nomex，我国的芳纶1313等。
7
高温性能好，高温下的强度保 持率好，以及尺寸稳定性、抗氧化 性和耐水性好，不易燃烧，具有自 熄性，耐磨和耐多次曲折性好，耐 化学试剂，绝热性能也较好。
强度和模量低，耐光性较差。
用途：主要用于易燃易爆环境的工作服，耐高温绝缘材料， 耐高温的蜂窝结构。
除强酸与强碱以外，芳纶几乎不受有机溶剂、油类的影响。
芳纶对紫外线是比较敏感的。若长期裸露在阳光下，其强度 损失很大，因此应加能阻挡紫外光的保护层。
在饱和湿度下，Kevlar-49能从大气中吸收6%的水分，饱和吸 湿率大。吸湿后，由于水分子侵入纤维，会破坏氢键，使纤维强 度降低，复合材料压缩性能，弯曲性能降低。
Kevlar-49纤维具有良好的热稳定性和良好的耐低温性。本身有 耐火性，不燃烧。在高温下不熔融，升温到427℃，纤维未熔融，即 发生碳化(Tm 570℃，T碳化427℃)。直至分解，不发生变形(Td 500℃)。在-196℃低温下也不会变脆，仍能保持其性能。
Kevlar-49纤维的Tg 327℃，在空气中的长期使用温度一般不大 于160℃。 Kevlar-49纤维1000旦细纱在93℃空气中长期存放，其强 度保持率87％，弹性模量保持率89.7％。短时间内暴露在300℃以上， 对于强度几乎没有影响，因此短期使用温度可达300℃。
9
(1) 聚对苯甲酰胺 (聚对胺基苯甲酰) 纤维Poly (P-benzamide) 简称 PBA纤维。
NH
CO
n
O
NH2
C Cl
这类纤维有“B”纤维（美国杜邦公司早期产品）、我国的 芳纶I（芳纶14）和HGA纤维（前苏联）
10
(2)聚对苯二甲酰对苯二胺纤维 Poly (P-Phenlene terephthalamide) 简称PPTA纤维
2
一、概述
芳纶纤维
凡聚合物大分子的主链由芳香环和酰胺链构成，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 族聚酰胺树脂，由它纺成的纤维总称为芳香族聚酰胺纤 维(简称芳酰胺纤维)，我国定名为芳纶纤维。
Kevlar49纤维热胀系数各向异性。轴向Kevlar-49纤维的纵向热 膨胀系数为负值，在0~100℃温度下为-2×10-6/ ℃ ，在100~200℃ 为-4×10-6/ ℃ ，横向热膨胀系数59×10-6 / ℃ ，这一点在制备 Kevlar-49纤维复合材料时应加以考虑。
36
3） 耐化学稳定性
（2）强度高。 Kevlar-49纤维的拉伸强度3620MPa， 与S—GF、 CF-Ⅱ 强度相当。分子链堆积密度大，单 位面积的分子链数目多。
33
（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。
34
(7)抗压性能、抗扭性能较低。这是芳纶的致命弱点。 抗压、抗扭性能差是因为分子间次价键连接、分子 链呈弯曲状，受压缩、扭转时易纵向分层。
24
与温度的关系：
温度上升时，液晶溶液的粘度下降，但当粘度 降到一个最低值后，温度再上升，则粘度将大幅度 增加，同时溶液由各向异性状态向各向同性状态转 变。纺织时要选择适当的浓度和温度范围。 可纺区的温度范围比较窄
25
3）干-湿法纺丝
高浓度、高温度的 PPTA液晶溶液在较高的喷 丝速度下喷丝，喷丝进入温 度低的凝固液浴，在凝固液 浴中，经过一个纺丝管，在 凝固液的作用下形成丝束， 绕到绕丝辊上，再经洗涤， 在张力下热辊上干燥。最后 在惰性气体中于较高的温度 下进行热处理。
将对苯二胺与对苯酰氯蒸汽保持在 325℃，与加热到200℃的氯气混合，反 应器的温度保持在202℃到250℃之间， 反应后进行冷却，然后分离可得到聚合 物，其特性粘度为3.1。
17
1）纺丝工艺流程
溶解浓硫酸
干湿法纺丝
聚合物ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱPTA
纺丝溶液
水洗、干燥
热处理
（Kevlar-29）
Kevlar-49
2）纺丝溶液 PPTA的纺丝成形常常采用浓硫酸为溶剂，形成具有液
两种干喷混纺装置示意图 26
4）热处理 对于干燥得到的Kevlar-29纤维，在氮气或惰性
气氛下，施加张力于150～550℃高温下分段热处 理，变成Kevlar－49纤维。
热处理的目的：使分子链进一步取向，提高结 晶率（96％），从而使纤维的σ↗、E ↗ 、εfu ↘。
27
NMP：N-甲基吡咯烷酮极性溶剂
15
低温溶液缩聚法， 不能用熔融缩聚法
原因：聚对苯二甲酰对苯二胺是刚性链分子，分 子链段的自由旋转受到阻碍，玻璃化温度与熔点 温度较高。
常选用溶剂：六甲基磷酰胺、N-甲基吡咯烷酮及二 甲基乙酰胺等。
为防止对苯二甲酰的水解，反应体系及溶剂中的含 水量要严格控制。
16
低温溶液缩聚法可得到特性粘度大于5的聚合体，但生产 效率低。溶剂（HMPA)有毒，因此又发展了气相缩聚方法。
23
PPTA溶液具有高浓度低粘度的特点
与浓度的关系：
浓度增加，溶液粘 度增大，达到极大值， 超过此极值，浓度再增 加，粘度降低，且溶液 从各向同性向各向异性 转变(临近浓度)；达到 液晶最大浓度后，浓度 再增加，溶液的粘度重 又上升。
PPTA浓硫酸溶液粘度-浓度示意图
聚对苯撑对苯二甲酰胺(PPTA)溶于100%的硫酸中，显示 液晶特性
②强度高。聚合物的线形结构使分子间排列得十分紧密，分子链 堆积密度大，单位面积的分子链数目多，纤维具有较高的强 度。
③各向异性。沿纤维方向是强的共价键，而在纤维的横向是较弱 的氢键，是纤维力学性能各向异性的主要原因。
④韧性比CF好。主链仍有柔性链节。 ⑤耐热性好。尺寸稳定性好。由于苯环结构的刚性，使高聚物具
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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。
向列型
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对于纺丝来说，应用向列态液晶。 此种液晶分子溶液在流动取向相中相互穿越，且其粘度比 各向同性液体低。 聚合物PPTA在溶液中呈一定取向状态，为一维有序紧密排 列，也就是纤维中所希望得到的分子排列。在外界作用下，分子 很容易沿作用力方向取向，这就是具有液晶性质的大分子有利于 成纤的原因。
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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； ③ 分子间有氢键，形成梯形化合物
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结构对性能的影响：
①模量高。纤维这种苯环结构分子链刚性大，使它的分子链难于 旋转。高聚物分子不能折叠，又成伸展态，形成棒状结构， 并具有极高结晶度，从而使纤维具有很高的模量。
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2.4.4 Kevlar纤维的结构
1）化学结构
Kevlar纤维分子的结 构
苯环和酰胺基规律排列，具有高度的结晶性； 刚硬的分子链，在纤维的轴向是高度定向的； 分子链上的氢原子，与羰基结合成氢键，成为高聚物分 子间的横向联结。
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这种结构使它具有纤维轴向强度及刚度高而横向强度低的特点。沿纤 维方向是强的共价键，而在纤维的横向是较弱的氢键，这是导致芳纶纤 维力学性能各向异性的主要原因。芳纶纤维拉伸断裂时的特征是纵向开 裂而劈成许多更细的单丝。当纤维横向受压是，受压部位会出现一定数 量的纵向分层。
2.4.1高模量有机纤维
高性能纤维结构的共同点： ①非常高的分子取向（结晶度）； ②有序的侧向排列； ③非常低的轴向缺陷含量。
1
已商业化的高性能有机纤维有： 1）刚性分子链有机纤维 （1）芳香族聚酰胺纤维（芳纶）。 （2）聚芳酯纤维。 （3）PBO纤维。 2）柔性分子链有机纤维 （1）聚乙烯纤维。 （2）聚乙醇纤维。
(8)强度分散性大：纤维中及纤维表面仍存在有空隙等 缺陷，它也像其他脆性纤维一样，强度分散性大。 强度值与测试标距有关。
(9)纺织性能好。因韧性大，纺织后纤维的强度保持率 在90％以上。但(扭转)对强度的影响较其他纤维大， 纱的捻度越大，强度损失越大。
(10)抗蠕变性好、抗疲劳性好。
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2） 热性能
4
主要品种：
Kevlar-29 Kevlar-49
主要用于绳索、电 缆、涂漆织物、带 和带状物，以及防 弹背心等。
用于航空、 宇航、造船 工业的复合 材料制件。
Kevlar
主要用于橡胶增强，制造轮 胎、三角皮带、同步带等
5
2.2.4 芳纶的分类
6
聚间苯二甲酰间苯二胺纤维
CO
CO NH
NH n
O Cl C
12
2.4.3Kevlar纤维的制备
Kevlar纤维的制造过程分为两个阶段：
两个阶段 1. 对苯二甲酰对苯二胺的聚合
第一阶段
对苯二胺与对苯二甲酸酰氯缩聚成对苯二 甲酰对苯二胺（PPTA）的聚合体。
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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。
14
简单流程图
间歇缩聚 连续缩聚 气相缩聚
CO
CON H
N H n
O C l C