芳纶的性能、应用和生产

４１ 国外 ．
杜邦公司对两种 若 纶的生产和销售都处于领先 地位。荷兰阿克佐公司虽曾在对位芳纶方面一度仅 次于杜邦， 但现在已转让给 日 本帝人公司， 帝人又加 以扩建， 其对位芳纶的生产能力已可与杜邦相抗衡。 帝人虽也在生产间位芳纶， 但规模较小， 其他如俄Ｎ， 法国虽也可生产对位芳纶和间位芳纶， 但数量很少
Ｈ ０ 异 ０（ ３ Ｃ ０Ｈ ０ － ０３ ０ ＇
＿
＿ ＿
－ 卜 －
１０ 以 Ｉ ８１
Ｃ Ｉ Ｏ 川朴一 Ｃ Ｃ （Ｉ Ｏ
（） ３对二 甲苯（Ｘ 侧链氯化水解法 将 Ｊ Ｐ） ＇ Ｘ和 Ｄ Ｆ加热到 １０℃， Ｍ ０ 并在光照下通氯 ， １４ 得 ， 一双（ 三 氯甲基） 再加以水解 ， 苯． 即可制得对苯二甲酸氯， 其 反应简式为：
胺链（ Ｃ Ｎ 一 直接与两个苯环相连接［。我国 一 ＯＨ ） Ｕ １ 则
将它们命名为芳纶， 其全称也可简化为“ 芳酞胺纤 维” 。它有一系列的产品。
能２ ［１ ， ３
ｚ业化， 简称 Ｍ Ｉ Ｐ Ａ（为 Ｐ，一ｍ 一ｐ ｎｅ ｏ ｌ ｈ ｙｎ ｅ ｌｅ ｉｐ ｈａｉ 的缩写词） ｓ ｈ ａｍ ｅ ｏ ｔｌ ｄ 。
ｌＯＯ ＣＨ ］ＩＯ 一ＮＩ ｉ － Ｏ２ － ＣＨ ２ － Ｎ ＇ Ｆ 母 ＯＣ ＮＣ Ｃ Ｉ ＣＣ Ｎ
５１ 对位芳纶 ． ５１１ 对苯二甲跳氛 ． ． 它是白色针状或片状结晶， 熔点 ８ － ９， ３ ４Ｃ 沸点 ８ ２９ ， ５ ｑ 在湿空气中发烟， ： 遇水分解， 溶于醚类等有机
３３ 国防工业 ．
３７ 制作丝绳 ． 芳纶可用于制作高档的丝绳， 如航空航大降落伞 绳， 海上油田用的支撑绳等。用芳纶制作的丝绳在海 洋上 使用时， 不仅经得起海浪的冲刷； 、 藻类 贝类等海 洋生物也难以在丝绳上寄生。 ３８ 增强混凝土及复合材料 ． 混凝土经芳纶增强后 ， 除了强度高， 重量轻以外 ， 还能耐盐类腐蚀， 可延长建筑物寿命。芳纶的复合材 料能承受高强拉力， 用它制作桥墩构件， 大型浮体构 件和石油井平台， 有耐海水浸泡， 不生锈， 无须涂抹防
间位芳纶性能中突出特点是耐热性好， 阻燃和耐 磨蚀性。它在 ２０℃ 温度连续使用 １ ｈ 其强 ６ ００ ０ 后，
芳纶和聚酞胺纤维（ 如尼龙 ６ 纤维） ６ 相比， 由于 在大分子长链中以芳香基代替了脂肪基， 链的柔性减 小， 刚性增大， 反映在纤维性能方面则是耐热性能增 强， 初始模量显著增大。 ２ １ 对位芳纶 ． 对 １ １ 位芳纶于 ９ 年研制成功， ７ 次年投人生产。
芳纶的性能、 应用和生产
黄兴 山‘
（ 仪征化纤股份公司， 江苏仪征， ９０ ２ ０） １
摘要 芳纶是高功能纤维中的一种。介绍了它们的性能和应用， 说明了它们在国内外的现状和展望。芳纶及其原料
的生产过程也作了简要介绍 。 关越词 芳纶 性能 应用 生产过程 原料
纤维的 １ 倍以上。它的稳定性很好 ， １０℃ 温度 ０ 在 ５
锈漆
３９ 高压气瓶 ． 用芳纶环氧／ 外全胆热塑性塑料内料的全复介材 料高压气瓶， 可用砖盛装清洁能源— 天然气， 它比
钢质气瓶减重 １２以上， ／ 安全可靠 不会产生杀伤性
金属碎片。
芳纶可用于制作防弹制品， 如芳纶与金属复合装 甲板， 芳纶与陶瓷复合装甲板已广泛用于防弹装甲 车， 防弹运钞车， 防弹头盔上。高档防弹芳纶的无纬 布与高性能的聚乙烯薄膜制成的软质防弹背心， 比超 高相对分子质量的聚乙烯纤维的防弹性能和耐热性
首先是聚酷的氨解， 可将聚醋和乙二醇在加热条 件下通人氨气， 可得固态的对苯二甲酞胺， 其反应简
式ຫໍສະໝຸດ Baidu ：
纶生产线。上海合纤研究所， 沈阳市红星密封材料厂 等单位研制和生产的芳纶的性能接近国际先进水平， 在防弹衣， 阻燃制品， 飞机结构材料等方面已开始应
｛ ０－ ｏ｝ （）０ Ｈ２ 迄卜Ｃ 。 ２０ Ｃ ｏ
缩写词 ） 。
对位芳纶性能中突出特点是高强度和高模量。 它的强度为钢的 ３倍； 为强度较高的涤纶工业丝的 ４ 倍； 它的初始模量， 为涤纶工业丝的 ４ １ 倍； 一 ０ 聚酞胺
本 川编委
酸接触， 强度才有所降低。对碱的稳定性亦好， 只是 不能与氢氧化钠等强碱长期接触。此外， 它对漂白 剂、 还原剂、 有机溶剂等的稳定性也很好。它还具有 良好的抗辐射性能， ５ ｋ 在 ０ Ｖ的 Ｘ一射线的照射 下， 历经 ２０ ５ ｈ其强度仍能保持原强度的 ４ ， ９％。它的不 足之处和锦纶一样， 日光稳定性较差 ， 对 难以染色。
度仍能保持原强度的 “ ％； ０ 在３０℃高温下， ７ 使用 ｄ仍能保持原弧度的５％； ， ０ 它的零强度约为 ５ ℃； ０ ０
它在火焰中难以燃烧 ， 离开火焰后具有 自熄性。它能 耐大多数酸的作用， 只有长时间地和盐酸， 硝酸或硫
简 ＰＴ 为Ｐｙ Ｐ ｐｅ ｌｅ ｐｈａｉ 的 称 ＰＡ（ ｏ 一 一 ｈ ｙｎ ｆ ｈａｍｄ ｌ ｎｅ ｅ ｔｌ ｅ ｅ ｒ
度之比） 比模量（ ， 弹性模量与相对密度之比） 都较优
等铝合金板高， 疲劳寿命是铝的 １ 一 ００ ０ １ 倍。 ０ ０ ３２ （ ． Ｔ信息技术】 １ 产业 由于 １ Ｔ技术的发展， 光纤铺设量猛增， 全球光纤 总长度由２０ 年的 １ 亿 ｋ ， ０１ ． ６ ｍ 预计到２０ 年将增至 ０３ ２。 ｋ 。对位芳纶可用作光纤中的“ 亿 ｍ 张力构件 （ｅ ｉ ｍｍｅ 或称芯捍）有了这种具有高模量 Ｆ ｓｎ ｂ ）（ ｎｏ ｅ ｒ ， 性能的强力构件， 可保护细小而脆弱的光纤在受到拉 力不致伸长， 从而不使光传输性能受到损害。目 前用 于此强力构件的对位芳纶约 ３ ０ 一 ００ ０（ ４ ｔ 〕 ０ ， 据业者 预测 ， 其实际短缺量约 ４ ０ 一 ００ ００ ５ ｔ ０ ｏ
下收缩率为零。它在高温下仍能保持较高的强度， 如 在 ２０℃ 温度下仍可保持原强度的 ６％。它对橡胶 ６ ５ 粘附性良好， 是比较理想的帘子线纤维； 它还具有低 密度， 减展性， 优良 耐磨， 耐冲击， 抗疲劳， 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
２２ 间位芳纶 ． 间位芳纶于 ９６年开始研究， １６ 年实现了 １５ 于 ９７
３６ 耐热制品 利用芳纶耐热性的特点， 可用芳纶增强的橡胶传 送带传输热玻璃器皿坯料（ 如显像管泡和烘 于食品 等）还可用砖高温 卜 ， 化１产品（ 或中间产品） 的过滤， 和气体滤袋， 机电高温绝缘材料等。
／ 环氧无纬布和薄铝板交叠铺层， 经热压后而成的 Ａ ＡＩ Ｒ Ｌ 超混复合层板， 强度（ 其比 抗拉强度与相对密
附性， 可供制造高速行驶或超重负载的汽车和飞机的 轮胎帘 Ｆ 线。这种轮胎重量较轻， 轮胎胎层薄， 热量 容易发散， 使用寿命可以延长。它还可用于制作汽车
上的挡泥板， 保险杠 ， 刹车片， 离合器， 减振缓冲器和
各类软管， 可大大降低车身自重， 减少油料消耗。 ３ 耐热及防护服装 ． ５ 两种芳纶都可用于制作字航服， 原子能工业防护 服， 防火和消防工作服， 具有各种色彩高能见度的阻 燃防护 ！ ＿ 作服， 以满足巡路人员和营救人员的特殊需 要。宇航员舱外服装要经受巨大温差（ 受阳光照射时 为 １ １， ２ １ ０ 不受阳光照射时为 一 ７ ２３℃） 的考验和宇 宙尘埃的袭击 ， 芳纶是选作宇航服的材料之一
两种芳纶发展 的概况如下 ：
万方数据
化工纵横（ ｏ ｍ ｎ Ｃ ｍ ｅｔ ｓ＆Ｒ ｖ ｗ ｉＣ Ｉ ｅｉ ｓ ． ｅ ｎ
４ １ １ 叶位 芳纶 ．．
２０ ０ ２年第 １ ２期
气反应制得， 其反应简式为：
荷 竺的河克苏集 团所属的 Ｔ ａ ｎ厂生产对位芳 ｗｒ ｏ
纶， 生产能力为 ！１ ｔａ ２０ 年 ４月， ． 万 ／ａ １ ０ 日本帝人公 司将此装置收购 最近， 帝人又宣布 ， 要投资 ２４亿 ０ 日元 ， 增加其生产能力 ７ ｔａ使该装置产能增至 ５０ ， ０ ／ １８ 万 ｔ 。在 ２０ 年 １ 月， ． ５ ／ ａ ０１ １ 帝人将位于松山的芳 纶产能由 ６０ 增至 ２ ｔ ， ０ｔ ／ ａ ００ 这样， ０ ／ ａ 帝人对位芳纶 的总生产能力将达到 ２０ ． ５万 ｔａ要 占到全球对位芳 ／，
最后是霍夫曼重排， 即将 Ｎ Ｎ 一 ， ’ 二抓对苯二甲
Ｉ 母 Ｎ． ２＜ Ｎ －２ｅ ＮＵ－＿ ｝ Ｎ － Ｏ｝ｉ ） Ｈ ｃ － ，Ｈ Ｈ
（） 此法步骤虽多一些， ２聚醋法 但可用聚酷（ 或 废聚醋） 为原料， 这一点特别令人往 目， 此法分 ３个
步骤 ：
将 增荣４ 万ｔ ４ ． ／１ ５ ａ ０
４２ 国内 ．
我国芳纶的研发起步较早， 开发了普通型、 高伸 长型 、 中高强度型和高强高模型产品， 其主要性能已 接近国际同类产品水平 。据悉， 晨光化工研究院和四 川金路公司将在“ 五” 十 期间兴建年产 １ ｔ ００ ０ 对位芳
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“ 芳香族聚酞胺纤维” １７ ，９４年， 美国贸易联合会
（Ｔ ， Ｕ ＳＦｄｒ Ｔａｅ ｍｓｏ 的缩写） ＦＣ 为 ． ｅ ｌ Ｃｍ ｉｉ ． ａ ｒ ｏ ｓｎ ｅ ｄ 将它们 命名为“ｒ ｉ ｆｅ ＂其定义是 ： ａ ｍｄ ｒ ， ａ ｉｓ ｂ 至少有 ８ ５％ 的酞
万方数据
皿 纶 主 用 ．芳 的 要 途
３ １ 航空航天工业 ．
早在 ２ 世纪 ０ ７ 年代初，ｅ ａ４（ ０ Ｋｖ ｒ 对位芳纶中的 ｌ ９ １ 个品种） 就以其密度低， 耐烧蚀性能好， 用于制造导 弹的固体火箭发动机壳体， 后又用６ 制造先进的飞 ， ＜ ｀ 机， 航天器的机身， 主翼， 尾翼等。有关企业曾以芳纶
巧
弓
醉
Ｃ
几
、一 。
Ｃｌ
ｃｌ ｃ，
纶份额的 １２以上。 ／ 杜邦所产对位芳纶的总生产能力为 １ 万 ｔ ， ． ／ ７ ａ
４ １２ 间位 芳纶 ．．
婴 ｃｃ 介 Ｃ １ ｌ－ ｏ丫 ． Ｏ Ｃ
ｒ咬】 ，二 １ ＼ ＿ 丫
杜邦所产的间位芳纶的生产能力已扩大到达 ２ 万 ｔａ 日 ／ ， 本帝人所产的间位芳纶生产能力约 ２ ｔ ６０ ０ ／
ａｃ
５． ． １２
对苯二胺
它是白色片状结晶， 熔点 １ ４ ７℃， 沸点 ２７ 微 ６＇ Ｃ，
溶于冷水， 溶砖热水， 乙醇， 乙醚和苯， 其制法如 卜５ ［ Ｊ
（） Ｉ对硝基苯胺还原法 以铁粉和盐酸将对硝基 苯胺还原制得 ， 其反应简式为：
现在， 在全世界范围里， 芳纶已出现了供不应求 的局面， 了 除 传统大市场的推动外 ， 还由砖芳纶已渗 透到电子和通信等新领域中。据预测， 对位芳纶的需 求量增长较快，００年为 ３８万 ｔａ预计到 ２０ ２０ ． ／， ０５年
能更好 ３４ 汽车工业 ． 由于对位芳纶的相对密度小， 对橡胶有良好的枯
３１ 代替石棉 ． ０
因为石棉对环境有严重影响， 有关部门早就在寻 求石棉的代用品， 目前芳纶可成功地加以代用。可将
芳纶长丝切断， 磨碎， 制成“ 浆料（ ｌ ， ｐ ｐ 即可制成汽 ｕ）
车上的制动器的衬垫和垫圈， 以代替石棉制品 ３ｕ 运动器材 ． 充分利用芳纶高温、 耐热、 耐疲劳等特性， 以制作 运动条件苛刻的拳击手套， 登山鞋靴， 赛车车体， 赛马 头盔等。还可用于制作网球拍 ， 滑雪板， 滑雪捍 雪 橇， 弓箭， 弓弦， 钓鱼杆， 风筝骨架和高尔夫球棍等
其次是抓化 即向对苯二甲酞胺水悬浮液通人抓 ，
Ｈ ， Ｈ ／ 二飞
一‘Ｉ Ｃ－ 方 ＣＮ２ ４ Ｏ 坦 －ＯＨ ２ Ｎ
气， Ｎ Ｎ 一 可得 ， ’ 二抓对苯二甲酞胺。 其反应简式为：
用； 预期我国 的芳纶业． 在近期必将有所发展［ ， ３７ ，１ ４