KEVLAR

英文原名KEVLAR，也译作克维拉或凯芙拉。

是美国杜邦（DuPont）公司研制的一种芳纶纤维材料产品的品牌名，材料原名叫“聚对苯二甲酰对苯二胺”,化学式的重复单位为-[-CO-C6H4-CONH-C6H4-NH-]-接在苯环上的醯胺基团为对位结构（间位结构为另一项商标名为Nomex的产品，俗称防火纤维）在上世纪60年代，美国杜邦公司研制出一种新型芳纶纤维复合材料----芳纶1414，此芳纶复合材料在1972年正式实现商品化并为该产品注册商标为Kevlar。

型号分为K29，K49，K49AP等。

由于这种新型材料密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型，其强度为同等质量钢铁的5倍,但密度仅为钢铁的五分之一(Kevlar密度为每立方厘米1.44克,钢铁密度为每立方厘米7.859克),而受到人们的重视。

由于凯夫拉品牌产品材料坚韧耐磨、刚柔相济，具有刀枪不入的特殊本领。

在军事上被称之为"装甲卫士"。

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）。

杜邦的对位芳纶品牌名为KEVLAR，间位芳纶品牌名为NOMEX。

日本人的对位芳纶名为TWARON, TECHNORA。

间位芳纶名为CONEX。

韩国的有Kolon以及Hyosung。

我国有烟台（Tayho）和四川商业化的芳纶产品对位芳纶TAPARAN和间位芳纶TAMETAR。

反坦克武器的出现，又促使人们改进坦克、装甲车的装甲性能。

通常要提高坦克、装甲车的防护性能，就要增加金属装甲的厚度，这样势必影响它的灵活机动性能。

"凯夫拉"材料的出现使这个问题迎刃而解，坦克、装甲车的防护性能提高到了一个崭新的阶段。

与玻璃钢相比，在相同的防护情况下，用"凯夫拉" 材料时重量可以减少一半，并且"凯夫拉"层压薄板的韧性是钢的3倍，经得起反复撞击。

"凯夫拉"薄板与钢装甲结合使用更是威力无比。

如果采用"钢枣芳纶枣钢"型复合装甲，能防穿甲厚度为700毫米的反坦克导弹，还可防中子弹。

目前，“凯夫拉”层压薄板与钢、铝板的复合装甲，不仅已广泛应用于坦克、装甲车，而且用于核动力航空母舰及导弹驱逐舰，使上述兵器的防护性能及机动性能均大为改观。

"凯夫拉"与碳化硼等陶瓷的复合材料是制造直升飞机驾驶舱和驾驶座的理想材料。

据试验，它抵御穿甲子弹的能力比玻璃钢和钢装甲好得多。

为了提高战场人员的生存能力，人们对避弹衣的研制越来越重视。

"凯夫拉"材料还是制造避弹衣的理想材料。

据报道，用"凯夫拉"材料代替尼龙和玻璃纤维，在同样情况下，其防护能力至少可增加一倍，并且有很好的柔韧性，穿着舒适。

用这种材料制作的防弹衣只有2～3公斤重，穿着行动方便，所以已被许多国家的警察和士兵采用。

在20世纪80年代，中国进口杜邦的产品的时候，美国政府不允许杜邦公司把凯夫拉品牌产品进口到中国，后来才慢慢的放开进口的限制。

现今用于传输的光纤也是用凯夫拉来形成一层保护膜，凯夫拉层有很好的柔韧性，保护光纤不受损害。

凯夫拉层一般称为缓冲层或涂覆层，在光纤以外，外表皮以内。

7.1mm双核摩托RAZR手机（摩托罗拉将凯夫拉品牌产品材质引入到Andorid手机当中，成为超薄材质当中的佼佼者，只有0.3毫米厚度）1、永久的耐热阻燃性，极限氧指数Loi大于28。

2、永久的抗静电性。

3、永久的耐酸碱和有机溶剂的侵蚀。

4、高强度、高耐磨、高抗撕裂性。

5、遇火无熔滴产生，不产生有毒气体。

6、火烧布面时布面增厚，增强密封性，不破裂。

来自芝加哥的23岁美国空军学院学生卡梅伦，决定将用在防弹背心的军事技术，应用到袜子上。

这种袜子主要是由莱卡面料做成，但是脚趾和脚跟的部位应用了芳纶纤维——也就是防弹衣上使用的凯夫拉纤维，以提升袜子的耐磨性。

这个产品被称为“苏格拉底”，保证不会再让你深陷上面所说的尴尬时刻。

现在这款袜子已经在网上销售，价格是25美元两双，或65美元三双。

如果你愿意，一双袜子可以穿一辈子。

（朋友一生一起走，那些日子不再有，一句话一辈子……）液晶纺丝的特点是纺丝的溶液或熔体是液晶，这时刚性链聚合物大分子呈伸直棒状，有利于获得高取向度的纤维,也有利于大分子在纤维中获得最紧密的堆砌,减少纤维中的缺陷，从而大大提高纤维的力学性能。

晶按其分子排列的结构不同，可以分为三种类型：①向列型液晶；②胆甾型液晶；③近晶型液晶。

某些刚性链聚合物在特定条件下能形成液晶，如全对位的芳香族聚酰胺能溶解在浓硫酸中，当聚合物浓度达到临界浓度以上时，聚合物分子在局部区域便沿着同一方向排列而呈一维有序的向列型液晶。

这时随着聚合物浓度的增加，溶液的粘度反而下降。

但是随着聚合物浓度的进一步增大，溶液在室温下将冻结成固体，因此必须相应提高温度以便得到适合于液晶纺丝要求的溶液。

根据液晶的这种特性，可用刚性链聚合物配成高浓度的液晶纺丝溶液。

这种纺丝溶液从喷丝孔挤出后，经高倍喷头拉伸，大分子及其聚集体易于沿纤维拉伸方向取向，然后采用低温凝固浴，使取向的液晶结构快速固定，由此得到高度取向的高强度高模量的纤维。

除全对位芳香族聚酰胺外，芳香族聚酰肼在有机溶剂和水中也形成液晶；某些纤维素衍生物在有机溶剂中或水中生成液晶；芳香族聚酯、聚甲亚胺、沥青等熔融态液晶都能纺丝。

刚性链的芳香聚酯经液晶态熔体纺丝和多段拉伸热处理，也能得到高强度、高模量的纤维。

成纤聚合物在溶剂中溶解成溶液，或将成纤聚合物切片在螺杆挤出机中加热熔融成熔体，经纺前准备工序后入纺丝机，用纺丝泵（计量泵）将纺丝溶液或熔体定量、连续、均匀地从喷丝头的细孔压出，这种细流在水、凝固液或空气中固化，生成初生纤维，此过程即纤维成形。

在纺丝过程中，成纤聚合物要发生几何形态和物理形态的变化，如聚合物的溶解或熔化，纺丝流体的流动和形变，丝条固化过程中的胶凝、结晶、二次转变和拉伸流动中的大分子取向，以及过程中的扩散、传热和传质等。

纺制人造纤维（粘胶纤维、铜氨纤维）时,还发生化学结构的变化。

这些变化彼此影响,故改变纺丝条件，可在一定范围内改变所得纤维的物理机械性能。

常用纺丝方法有熔体纺丝和溶液纺丝两类。

通常在熔融状态下不发生显著分解的成纤聚合物采用熔体纺丝，例如聚酯纤维、聚酰胺纤维等。

熔体纺丝过程简单，纺丝速度高。

溶液纺丝法适用于熔融时要分解的成纤聚合物,将成纤聚合物溶解在溶剂中制得粘稠的纺丝液,然后进行纺丝。

按从喷丝孔挤出的纺丝液细流的凝固方式，溶液纺丝又分为湿法纺丝和干法纺丝两种。

溶液纺丝纺速较低，尤其是湿法纺丝。

为提高纺丝能力，需采用孔数很多的喷丝头。

干法纺丝的纺速高于湿法纺丝，但远低于熔体纺丝。

新型纺丝方法在工业上应用的新型纺丝方法，主要有干喷湿纺法、乳液或悬浮液纺丝法、膜裂纺丝法。

①干喷湿纺法又称干湿法纺丝，是干法与湿法相结合，将纺丝液从喷丝头压出，先经过一段空间，然后进入凝固浴槽，从凝固浴槽导出初生纤维。

与一般湿法纺丝比较，干喷湿纺法的纺丝速度要高若干倍，还可采用孔径较大(0.5～0.3mm)的喷丝头，同时采用浓度较高、粘度较大的纺丝溶液，显著提高了纺丝机的生产能力。

目前，这种纺丝方法已在聚丙烯腈纤维、芳香族聚酰胺纤维等生产中得到应用。

②乳液纺丝法又称载体纺丝法，是将聚合物分散于某种可纺性较好的物质（作载体）中呈乳液状态，然后按载体常用的方法纺丝。

载体常用粘胶或聚乙烯醇水溶液，所以乳液纺丝工艺类似于湿法纺丝。

得到的初生纤维经拉伸后在高温下烧结，载体炭化，聚合物颗粒在接近粘流温度下被粘连形成纤维。

适宜于乳液纺丝的成纤聚合物应具有高于分解温度的熔点，没有合适的溶剂使其溶解或塑化，因而无法制成熔体和纺丝溶液。

目前，该法在聚四氟乙烯纤维等的生产中已得到应用。

③膜裂纺丝法是将聚合物先制成薄膜，然后经机械加工方式制得纤维。

根据机械加工方式不同，所得纤维又分为割裂纤维和撕裂纤维两种。

割裂纤维又称为扁丝，其加工方式是将薄膜切割成一定宽度的条带，再拉伸数倍，并卷绕在筒子上得到成品。

撕裂纤维的加工方式是将薄膜沿纵向高度拉伸，使大分子沿轴向充分取向，同时产生结晶，再用化学和物理方法使结构松弛，并以机械作用撕裂成丝状，然后加捻和卷曲获得成品。

前者纤维较粗,用于代替麻类作包装材料。

后者纤维稍细,用于制作地毯和绳索。

目前，应用于聚丙烯纤维等生产。

此外，为纺制具有特殊性能纤维的需要，还发展了,若，干其他纺丝方法，例如：冻胶纺丝法（将浓聚合物溶液或塑化的冻胶从喷丝头细孔挤出到某气体介质中，细流冷却，伴随溶剂挥发，聚合物固化得到纤维，又称半熔体纺丝）；相分离纺丝法（以聚合物溶液作为纺丝原液，通过改变温度使纺丝液细流固化）；闪蒸纺丝法（聚合物在高温高压下溶解于特殊溶剂中，原液细流出喷丝头时溶剂闪蒸而形成纤维）；喷雾凝固纺丝法（纺丝溶液被压入封闭室内，受喷入室内的雾状凝固剂作用形成纤维）；静电纺丝法（聚合物熔体或其在挥发性溶剂中的溶液在静电场中形成纤维）；液晶纺丝法（用处于液晶状态的溶液纺丝），等等。

初生纤维的后处理在纺丝工序得到的未经拉伸的丝条，统称初生纤维。

其结构尚不完善和稳定,物理-机械性能也差，尚不宜于纺织加工。

因此，必须经过后处理工序，其流程随纤维品种和类型（长丝、短纤维等）而异。

拉伸和热定形直接影响成品纤维结构和性能，是后处理各种流程中不可缺少的主要工序。

用湿法纺丝得到的纤维还要经过水洗，以除去附着的凝固浴液和溶剂；生产短纤维时需要进行卷曲和切断；生产长纤维则需要进行加捻、络筒等。

这些工序对纤维超分子结构的改变不大，因而对性能的影响较小。

为赋予纤维以某些特殊的性能，如抗皱、耐热水、蓬松、回弹等性能，还需在后处理过程中进行一些特殊加工。

拉伸又称纤维二次成形。

后处理过程中最重要的工序。

纺丝后得到的卷绕丝或经集束后的大股丝束在拉伸机上进行拉伸，使大分子沿纤维轴向取向排列，同时发生结晶，以进一步提高初生纤维的结晶度，或改变晶型结构,形成一定的超分子结构,从而显著提高纤维强度。

生产短纤维时，拉伸在几台速度不同的拉伸机之间进行。

随纤维品种不同，拉伸方式有：一道拉伸和多道拉伸、冷拉伸和热拉伸、湿热拉伸和干热拉伸等。

拉伸介质可用空气、蒸汽、水浴、油浴或其他浴液。

拉伸温度、拉伸介质、拉伸速度和多级拉伸配比等工艺条件对所得纤维的结构和性能有很大影响，常需正确选择。

另外，为了得到纤度和其他物理-机械性能均匀的纤维,拉伸点（丝条上细颈开始出现的位置）必须固定。

否则会形成拉伸不足或未拉伸纤维，所得纤维粗细不一，染色不匀。

生产长丝时，卷绕丝经存放平衡后,在拉伸-加捻机上进行拉伸。

根据不同品种的要求,拉伸-加捻机有单区拉伸和双区拉伸两类。

如生产涤纶、高强力锦纶，采用双区拉伸（图1），头道拉伸发生在喂入辊与上拉伸盘之间，称为常温拉伸；二道拉伸则发生在上下拉伸盘之间，称为热拉伸。