知识点三 芳纶纤维综述
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。
高性能增强材料——芳纶纤维
高性能增强材料——芳纶纤维安源摘要: 芳族聚酰胺纤维由美国杜邦公司于20世纪60年代首先开发并最早实现工业化生产。
该产品可以用做增强材料。
介绍芳族聚酰胺纤维的发展、性能、制备及其应用。
关键词：芳纶；性能；制备；应用1 概述增强材料就像树木中的纤维，混凝土中的钢筋一样，是复合材料的重要组成部分，并起到非常重要的作用。
它不仅能使材料显示出较高的抗张强度和刚度，而且能减少收缩，提高热变形温度和低温冲击强度等。
复合材料的性能在很大程度上取决于纤维的性能、含量及使用状态。
例如在纤维增强复合材料中，纤维是承受载荷的组元，纤维的力学性能决定了复合材料的性能。
芳纶是芳族聚酰胺纤维的通称,主要分为聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维(芳纶1414)和聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)纤维(芳纶1313)。
美国杜邦公司于20世纪60年代首先开发出芳纶1313和芳纶1414 ,并最早实现工业化生产(商品名分别为Nomex和Kevlar)。
1987年推出了KevlarHT、Kevlar68和Kevlar149。
1986年荷兰阿克苏(Akzo)公司生产出Twaron纤维; 1987年日本帝人公司生产出Technora纤维。
而中国于1972年开始进行芳纶的研制工作,并于1981年通过芳纶14的践定,1985年又通过芳纶1414的鉴定,它们分别相当于美国杜邦公司的Kevlar29和Kevlar49。
2 全球芳纶纤维的发展概况全球芳纶纤维产能主要集中在日本、美国和欧洲，生产芳纶纤维的公司也较为集中，目前全球从事芳纶纤维生产的厂家主要有５个：美国杜邦公司（Kevlar）、日本帝人公司（Twaron、Technora）、俄罗斯卡明斯克化纤股份公司（SVM、Apmoc、Rusar）和特威尔化纤股份公司（SVM、Apmoc）、韩国科隆公司（Kolon），其他国家或公司仅有少量生产。
2009年，全球芳纶纤维生产能力约9.51万t／a，其中对位芳纶纤维产能约6.61万t／ａ，杜邦和帝人二家公司产能合计6.15万t／ａ，占对位芳纶纤维产能的93%；间位芳纶纤维的产能约为2.9万t／ａ，主要的生产公司仍为杜邦公司，产能为全球总产能的75%以上。
芳纶纤维-精选精品教育文档
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。
杜邦公司PPTA纤维的主要牌号
在复合材料中应用最普遍的是PPTA纤维，Du pont公 司PPTA纤维的主要牌号有： ◆第一代（RI型）：Kevlar-29、Kevlar-49 ◆第二代(Hx系列）：Ha（高粘接型）、Ht（Kevlar-129、 高强型）、He（Kevlar-100、原液着色型）、Hp （Kevlar-68、高性能中模型）、Hm（Kevlar-149、高 模型）、He（Kevlar-119、高伸长型）。
★后来则以超高分子量（>106）聚乙烯（UHMW-PE）的溶 液纺丝法得到模量高达200GPa的有机纤维。
★1971年，美国杜邦公司公布了以“Kevlar”为商品名的芳纶 的生产和性能。
2.3.1.1 概述
★芳纶（aramid fiber）是由芳香族聚酰胺树脂 （aromatic polyamide risen）纺成的纤维。
空
旋转鼓轮
气
隙
喷
凝胶液体
丝
嘴
生产PPTA纤维的干喷-湿纺工艺示意图
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。
（2）PPTA的结构
◇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
知识点三 芳纶纤维
知识点三芳纶纤维芳纶纤维，这一在现代材料领域中占据重要地位的角色，正以其独特的性能和广泛的应用，改变着我们的生活和众多行业的发展。
什么是芳纶纤维呢？简单来说，它是一种高性能的合成纤维。
具有高强度、高模量、耐高温、耐化学腐蚀等优异特性。
芳纶纤维的强度非常高，比钢铁还要强好几倍。
这意味着在需要承受巨大力量的场合，比如航空航天领域，芳纶纤维可以大显身手。
飞机的机身、机翼等部件，使用芳纶纤维增强材料，能够减轻重量的同时，还能保证足够的强度和安全性。
高模量的特点让芳纶纤维在抵抗变形方面表现出色。
在一些对尺寸稳定性要求极高的产品中，如高端体育器材，比如网球拍、高尔夫球杆等，芳纶纤维的加入能够确保器材在使用过程中不易变形，从而提升运动员的使用体验和竞技表现。
耐高温性也是芳纶纤维的一大优势。
在高温环境下，它依然能够保持良好的性能。
这使得它在汽车发动机部件、防火服等领域得到了应用。
汽车发动机内部温度很高，使用芳纶纤维制造的部件能够承受这样的高温，保证发动机的正常运转。
而防火服则能够保护消防员在火灾现场免受高温和火焰的伤害。
耐化学腐蚀性使得芳纶纤维在化工领域有了用武之地。
化工厂中的许多设备和管道都需要面对各种腐蚀性化学物质的侵蚀，芳纶纤维制成的防护材料和部件能够有效地抵抗这些腐蚀，延长设备的使用寿命，降低维护成本。
芳纶纤维的种类也较为多样。
常见的有对位芳纶和间位芳纶。
对位芳纶的性能更为出色，强度和模量更高，主要应用于高端领域；间位芳纶在耐高温和耐化学腐蚀方面表现较好，常用于防护和工业领域。
在生产工艺方面，芳纶纤维的制备过程相对复杂。
需要经过多道工序，包括聚合、纺丝等环节。
而且对生产设备和技术的要求也很高，这在一定程度上限制了其产量和成本。
不过，随着技术的不断进步，芳纶纤维的生产成本正在逐渐降低，产量也在不断提高。
这将进一步推动其在更多领域的广泛应用。
在日常生活中，我们也能感受到芳纶纤维带来的便利。
比如一些高性能的防护手套、防护鞋等劳保用品，可能就添加了芳纶纤维，提高了防护性能。
芳纶综述
芳纶合成工艺及应用【摘要】芳纶是一种高强度，高模量，耐高温，低密度，耐磨性好和的有机合成的高科技纤维，并且其化学稳定性好，对橡胶有良好的粘着力。
是20世纪六、七十年代开发出的重要材料。
它是在聚酰胺的基础上开发出来的一类产品，为了提高尼龙的耐热性，就要导入芳香环，这一点人们早就熟知了，于是就出现了芳香族聚酰胺，芳纶的全称是芳香族聚酰胺纤维。
芳纶主要分为邻位、间位、对位三种，而邻位无商业价值，已工业化的芳纶主要是芳纶1313(聚间苯二甲酰间苯二胺纤维)和芳纶l414(聚对苯二甲酰对苯二胺纤维)两大类。
本文将简单的介绍一下芳纶的国内外的发展状况，着重介绍芳纶的制备、性能和芳纶在各个方面的应用，并简要的分析了目前芳纶存在的问题。
【关键词】芳纶；发展状况；制备；性能；应用1芳纶简介及国内外发展状况1.1简介芳纶性能优良，应用广泛，可应用于航空航天工业、IT产业、国防工业、汽车工业、耐热及防护服装、增强混凝土及复合材料、运动器材等。
由于其质量轻、强度高、耐热耐腐蚀性好，具有广阔的发展前景。
芳纶的全称是芳香族聚酰胺纤维。
1974 年，美国贸易联合会（FTC. 为U.S.Federal Trade Commission 的缩写）将他们命名为“Aramid fibers”，我国称为芳纶。
其定义是：至少有 85 % 的酰胺链（-CONH-）直接与两苯环相连接。
根据此定义，可把主要化学链和环链脂肪基的一般聚酰胺聚合物和其清楚的分开。
[1]它有一些列的产品。
在美国，开发芳香族聚酰胺的背景是宇宙开发和军事用途的需要，特别是对耐热性纤维的需求不断高涨。
因此，芳香族聚酰胺的主要用途几乎都是纤维，非纤维的用途很少。
1.2国外发展概况与尼龙的问世一样，芳香族聚酰胺的问世也是美国杜邦公司研究的成果。
利用酰氯与胺类反应，通过界面缩聚反应制取聚酰胺，这是早为人们熟知的。
但是1951年，杜邦公司的Flory，Morgan等人发现用低温溶液聚合法有可能制备聚酰胺，这就为芳香族聚酰胺的诞生打下了基础，然后于1953年首次合成了芳香族聚酰胺“Aramid”。
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
芳纶纤维的研究现状及其发展展望摘要芳纶纤维是芳香族聚酰胺类纤维的通称，国外商品牌号叫凯芙拉（Kevlar）纤维，我国命名为芳纶纤维。
芳香族聚酰胺纤维最早开发于20世纪60年代初，1962年美国杜邦公司率先研制出商品名为“Nomex”的间位芳纶，并于1967年开始工业化生产；1966年又研制出商品名为“Kevlar”的高性能芳纶，并于1971年开始工业化生产；目前全球从事芳纶1414生产的厂家主要有美国杜邦公司(Kevlar)、日本帝人公(Twaron、Technora)、俄罗斯耐热公司(Pycap)等。
我国芳香族聚酰胺纤维的研制始于20世纪70年代。
从上世纪80年代开始，我国还进行了芳纶I(芳纶14)和芳纶Ⅲ(一种新型芳香族共聚酰胺纤维)的研究，但仅限于小试和中试阶段，未能实现规模化生产。
多年来，我国一直致力于高性能芳纶国产化、规模化的技术开发。
芳纶纤维是综合性能优异，性价比理想的有机耐高温纤维，在先进复合材料、防弹制品、建材、特种防护服装、电子设备等领域具有广阔的应用前景。
芳纶纤维产业将迎来大发展，将成为世界上应用量最大、用途最广的高性能纤维。
关键词：芳纶，生产工艺，市场分析，前景The Present Situation and The Outlook of Aramid FiberABSTRACTAromatic polyamide fiber is of aramid fiber collectively, foreign goods brand called kay fulla (Kevlar) fiber, our country named aramid fiber.Aromatic polyamide fiber the earliest development in the early 1960s, in 1962 the United States dupont takes the lead in developing a commodity, called "Nomex" between a aramid, and in 1967 started to industrial pro- duction; 1966 years and developed the goods, called "Kevlar" high per- formance of aramid, and in 1971 started to industrial production; Now engaged in the production of aramid 1414 global manufacturer mainly Amer- ican dupont (Kevlar), Japanese emperor people male (Twaron, Technora), Russia (Pycap) heat.The development of aromatic polyamide fiber in our country the devel- opment began in the 1970s. Since the 1980s, China is still the aramid I (aramid 14) and aramid Ⅲ (a new type of aromatic polyamide fiber), but only for small and pilot phase, failed to realize large-scale production. For many years, our country has been committed to the localization of high performance, large scale aramid fiber technology development.Aramid fiber is variety performance is excellent, price ideal organic high temperature resistant fiber, in advanced composite materials, bull- etproof products, building materials, special protective clothing, elec- tronic equipment etc has wide application prospects. Aramid fiber indu- stry will have big development, will become the world's largest appli- cation , use is the most extensive high performance fibers.KEY WORDS: Aramid, Production process, Market analysis, prospects目录第1章绪论 (2)1.1 芳纶纤维的概述 (2)1.1.1 芳纶纤维的定义 (2)1.1.2 芳纶纤维的分类 (2)1.2 芳纶纤维的特点 (2)1.3 芳纶纤维的应用 (3)1.3.1 在航空航天及军事方面的应用 (4)1.3.2 在民用工业方面的应用 (4)第2章芳纶纤维的生产工艺 (6)2.1 间位芳纶纤维的生产工艺 (6)2.1.1 聚间苯二甲酰间苯二胺缩聚物的制备 (6)2.1.2 芳纶1313纤维的制备 (7)2.2 对位芳纶纤维的生产工艺 (8)第3章芳纶纤维的发展现状 (11)3.1国外芳纶纤维的发展现状 (11)3.1.1 国外芳纶纤维的发展史 (11)3.1.2国外芳纶纤维的生产 (11)3.2 我国芳纶纤维的发展现状 (13)3.2.1 我国芳纶纤维的发展史 (13)3.2.2 国内芳纶纤维的生产 (13)3.3 我国芳纶纤维的消费现状及预测 (14)3.4 我国芳纶纤维的进出口情况 (15)3.5 我国芳纶纤维的发展现状 (16)3.6 国内外芳纶纤维的发展展望 (16)结论 (18)谢辞 (19)参考文献 (20)基于因特网的注塑模具智能设计系统 (30)前言芳纶是芳香族聚酰胺类纤维的总称。
复合材料概论10-芳纶纤维
芳纶细纱在水中浸泡5min，而后在21℃水中测定其拉伸性能，几乎没有影响。在88 ℃水中的强度有所下降，强度保留率为21 ℃水中的85%。
收缩率和膨胀率小 具有良好的耐应力开裂性能，能在很长的时间内保留很大的极限抗拉强度。
水中的强度保留率高：
由于芳纶不熔融也不助燃，短时间内暴露在300℃以上，对于强度几乎没有影响。在-170℃的低温下也不会变脆，仍能保持其性能。
2. 纺丝工艺
液晶从宏观性能上看属于液体，但从微观角度或光学角度来研究，又有晶体的性质。液晶是介于固体和液体之间的中间相物质。
液晶分类
近晶型
棒状分子通过垂直于分子长轴方向的强相互作用，互相平行排列成层状结构，分子轴垂直于层面。棒状分子只能在层内活动。
近晶型
向列型
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。
0
自来水
100
100
100
0
2
海水
100
一年
1.5
1.5
过热水
100
138
40
9.3
饱和蒸汽
100
150
48
28
氟利昂22
100
60
500
0
3.6
10.3 芳纶纤维的制造
第一阶段
聚对苯撑对苯二甲酰胺的聚合
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。
简单流程图
拉伸强度(MPa)
收缩率(%)
4×10-4
在室温下16个月
无强度损失
热膨胀系数(10-6 ℃-1)
在50℃空气中2个月
【专业讲堂】一文详细了解芳纶纤维复合材料的性能特点
【专业讲堂】一文详细了解芳纶纤维复合材料的性能特点芳纶纤维（Aramid fiber）全称为"聚对苯二甲酰对苯二胺"，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，芳纶纤维于1960s由美国杜邦公司（商品名为Kevlar）研发成功并商业化，因此在碳纤维出现之前，芳纶纤维一直占据着高性能纤维市场。
本文首先简述了芳纶纤维发展历程，随后重点针对芳纶纤维复合材料优异特性如高抗冲击、低重量、耐磨等进行了详细描述。
01 芳纶纤维发展简史上世纪60年代，美国杜邦公司全球首家以注册商标Kevlar引进和生产芳纶的公司，自1973年起芳纶纤维就开始在市场上销售。
芳纶是由一位波兰裔女化学家斯特凡妮娅·郭力克发现的，她当时正在进行一项研究，希望在轮胎制造中使用一种重量轻、强度特别强的材料来代替尼龙。
Kevlar纤维发明者——波兰裔女化学家斯特凡妮娅·郭力克如今芳纶复合材料中最有名的是杜邦公司的Kevlar凯夫拉纤维。
随着时间的推移，其他供应商也以不同的商业名称供应芳纶，包括：杜邦公司提供的Nomex、日本帝人公司提供的Twaron和T echnora、韩国T oray公司提供的Arawin、韩国Heracron公司提供的Kolon以及中国公司提供的一些产品。
因此，任何一种叫做Kevlar、Twaron或Nomex的材料实际上都是指芳纶，它具有特殊的性能，包括优异的抗冲击和耐磨性、耐高温性以及低重量。
由于这些特性，这种材料经常用于陆军、空军、水上运动和汽车运动，以及轮胎、服装和防护手套的制造和许多其他用途。
芳纶纤维材质防护手套02 芳纶纤维复合材料特点2.1 高抗冲击性和抗裂性芳纶纤维具有优异的抗冲击性能，并且由于其坚韧且可吸收大量能量而在压力下不会破裂。
它广泛用于制造防弹背心、船只、皮艇以及军用车辆部件的装甲。
芳纶纤维复合材料的抗冲击性能是碳纤维复合材料的5倍（采用落锤冲击方法测试）。
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
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。
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。
简述芳纶纤维的分类与形态和在工业领域中的应用情况
简述芳纶纤维的分类与形态和在工业领域中的应用情况【作者：赵春保】一、前言目前，国际市场上一些公司依然热衷于芳纶纤维项目的投资与扩建工作，如美国杜邦公司宣布扩大高性能对位芳纶的产能，该公司计划投入5亿美元，在位于南卡罗莱纳州库珀河的该公司设施内新建工厂，扩大其高性能对位芳纶(Para-aramid)纤维品牌“KEVLAR”的产能。
Para-aramid主要被应用于产业及军事领域还有如中国最大的间位芳纶纤维制造与供应商—烟台氨纶股份有限公司用于防护服及过滤等高耐热性、年产1500吨间位芳纶生产线扩能项目已经在2008年下半年胜利竣工，并已投入生产。
此次扩能改造使该公司的间位芳纶总产能提升到4300吨/年。
何谓芳纶纤维呢？芳纶纤维通称为芳香族聚酰胺纤维，为区别脂肪族聚酰胺（通称为尼龙），美国将芳香族聚酰胺称为Aramid，将它制造的纤维称为芳纶纤维。
芳纶纤维主要品种有：聚间苯二甲酰间苯二胺纤维，称为芳纶1313，又称为间位芳纶；聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，称为芳纶1414。
芳纶纤维广泛应用于信息工业、土木建筑、密封填料、大型客机的结构材料及抗燃、耐热的防护服等。
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。
特别是在异彩纷呈的高性能纤维大家族中，芳纶以其卓越的耐热阻燃性、电绝缘性和力学性能，兼有超高强度、高模量优异品种，成为先进防护材料和结构材料的重要基础原料，不仅在航空、航天、国防、电子等尖端领域大显身手，而且开辟出更加广阔的民用空间，已成为当今世界用途最广、产量最大、最有发展前途的高科技特种纤维。
二、芳纶纤维的发展历史芳纶纤维诞生于20世纪60年代末，最初作为宇宙开发材料和重要的战略物资而秘不示人，平添了许多神秘色彩。
冷战结束后，芳纶作为高技术含量的纤维材料大量用于民生领域，才逐渐露出庐山真颜。
知识点三芳纶纤维)
知识点三 芳纶纤维 三.在橡胶工业中的应用
芳纶具有良好的耐高低温性能、热稳定性、还具有尺寸稳定 性好、耐疲劳、耐腐蚀等特点，这正是是橡胶产品增强骨架 材料所需要理想材料。
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知识点三 芳纶纤维
四.在涂覆织物制品中的应用
芳纶涂覆织物强力和撕裂强度比 锦纶和聚酯涂覆织物至少高出 2倍 ，其伸长率更小，可有效减小产 品的质量和厚度，同时具有较好 的耐刺穿、耐疲劳和耐燃性能。 可用于充气橡胶制品、系留气球 、贮运容器。
工程结构的纺织品，一般用于非纺织行业中的产品、加工过 程或公共设施。
依据定义用于以下三个方面： 1.作为加工其它产品的一个组成部分； 2.作为加工其它产品过程中使用的一个部件； 3.单独使用来执行一种或几种功能。
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知识点三 芳纶纤维
3.3 芳纶在产业用纺织品中的应用
芳纶纤维是一种耐高温、高强、高模量的高性能纤维，兼 有无机纤维的机械性能和有机纤维的加工性能，具有极好 的耐化学腐蚀性，耐辐射性，耐疲劳性，尺寸稳定性等优 良性能。 芳纶成为安全防护、复合材料、过滤、摩擦密封、电子、 运输工具、体育器材及建筑、国防军事等各种领域的新型 材料。
（2）耐高温防火、阻燃 面料 芳纶和其他纤维混纺，制 成具有耐高温防火、阻燃 等多功能防护面料，用于 石油、化工、消防、冶炼 、防火隔热、军队等。
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知识点三 芳纶纤维
（3）机械损伤防护 采用对位芳纶与高强聚乙烯 、不锈钢丝等材料复合，开 发生产防割、防穿刺、防撕 裂等防机械损伤纺织品，主 要用于建筑、林业、金属加 工、树木修剪等行业。
（1）防弹制品 芳纶制作的防弹背心，防弹头盔 具有重量轻、体积小防弹效能高 ，舒适性好，可取代老式罐形钢 盔和尼龙背心的。芳纶复合材料 装甲板，广泛用于防弹装甲车， 防弹运钞车，防弹头盔上。
芳纶纤维资料
COCl
HN
NH OC
CO
n
2020/11/6
突出特点：
耐高温性能好，高温下的强度保持率好、抗氧化 性、耐水性良好等，主要用作耐高温材料。
缺点：强度、模量低。 用途：耐高温防护服、消防服和军服等。
2020/11/6
芳纶1414的制备
PPTA 树脂的合成先将PPDA 溶于含5% CaC12的N-甲基毗咯 烷酮(NMP) 中, 并冷却至-10℃以下, 然后, 通过精密计量装置 将等摩尔的PPDA一NMP溶液和TPC送入双螺杆反应器进行低温溶 液缩聚, 反应生成物经沉析、水洗、干燥后, 即为PPTA 树脂。 制得树脂比浓对数豁度必须大于6.0 (制备高强度纤维的先决条 件) , 其形态结构和灰分含量应符合纺丝的要求(确保顺利纺丝 的关键之一)。
芳纶纤维
严妍
1 芳纶的简介 2 芳纶的分类 3 主要的产品及其制备 4 芳纶的应用 5 研究方向
芳纶纤维
芳纶全称为"芳香族聚酰胺纤维",是一种新型高科 技合成纤维，诞生于20世纪60年代末。有很多品种，如 Aramid fiber（帝人芳纶的商品名为 Twaron，杜邦公司 的商品名为Kevlar），芳纶纤维主要分为对位芳酞胺纤 维(芳纶1414 )和间位芳酞胺纤维(芳纶1313 )。
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芳纶纤维
五.在电子电气材料领域中的 应用
芳纶纤维具有优异的力学性能， 电绝缘性能、高低温下尺寸稳定 ，较低的介电性能。在电子领域 是替代传统纤维的理想材料。可 用在特种印刷电路基板、雷达天 线罩、雷达天线功能结构部件以
及其它电工材料领域。
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芳纶制作的防弹背心，防弹头盔 具有重量轻、体积小防弹效能高 ，舒适性好，可取代老式罐形钢 盔和尼龙背心的。芳纶复合材料 装甲板，广泛用于防弹装甲车， 防弹运钞车，防弹头盔上。
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QGF－ 02防弹头盔
（采用我国自行研制的芳纶纤维制造的）
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（2）耐高温防火、阻燃 面料 芳纶和其他纤维混纺，制 成具有耐高温防火、阻燃
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芳纶纤维
（2）在舰艇、汽车、运动器材领
域的应用
利用芳纶低密度、高强、耐高温 、耐疲劳等特性，制作运动条件 苛刻的拳击手套，登山鞋靴，赛 车车体，舰艇车体、赛马头盔等 ，也可用于制作网球拍，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 。
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（ 3 ）在建筑结构加固工程 中应用的领域 芳纶布是一种理想的建筑工 程加固材料主要是桥梁、民
芳纶纤维
用建筑、工业厂房、柱子、
砌体、烟囱、水塔 、地铁隧 道的加固。
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知识点三 二. 在安全防护中的应用
芳纶纤维
利用间位芳纶纤维的耐高温、阻燃性能不熔融，对位芳纶纤维 的高强度、耐高温燃、无热收缩性能开发安全防护用纺织品。 （1）防弹制品
根据全芳族聚酰胺纤维化学结构的不同，分为两种主要类型：
第一类是间位芳纶（ Nomex，芳纶1313);
第二类是对位芳纶（ Kevlar，芳纶1414)。
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芳纶 1414 （PPTA纤维） 8.1 主要品种
全称：聚对苯二甲酰 对苯二胺纤维
O O H C N H N n
分子结构式：
C
合成： 由对苯二甲酰氯与对苯二胺缩聚而成
缩聚实施方法：工业常用低温溶液缩聚和界面缩聚的方法
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芳纶1313
全称：聚间苯二甲酰 间苯二胺纤维
O O C H N H N n
分子结构式：
C
合成： 由间苯二甲酰氯与间苯二胺缩聚而成
H2N
NH2
+ ClO C
CO Cl
HN
NH
OC
CO
与锦纶的不同：
构成锦纶的高聚物大分子中连接酰胺基的是脂肪链；
芳香族聚酰胺纤维中连接酰胺基的是芳香环或芳香环的 衍生物。
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芳纶纤维
芳纶是一种高科技特种纤维，具有优良的力学性能，稳定的化 学性质和理想的机械性质。定义？
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
材料。
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芳纶纤维的应用领域示意图
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知识点三 一.增强材料
（1）在航空航天领域中的应用
芳纶纤维
对位芳纶具有密度低、强度高、耐
烧蚀性能好，可用于制造导弹固体
火箭发动机壳体，以及可与碳纤维 复合制造飞机、航天器的机身、主 翼、尾翼、控制线防护管等。芳纶 作宇航服的隔热层、飞行服、飞机 隔音层等。
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芳纶纤维
主要内容
3.1 芳纶纤维概述
3.2 芳纶纤维的结构与性能 3.3 芳纶纤维在产业用纺织品中的应用 3.4 芳纶应用技术
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3.1 芳纶纤维概述 芳纶纤维
诞生于20世纪60年代末
芳纶纤维
冷战结束后，芳纶作为高技术含量的纤维材料大量用于 民用领域 。
不足之处：染色困难。强度、模量 低。
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二.对位芳纶
对位芳纶（芳纶 1414 ）性能 中突出特点是高强度和高模
芳纶纤维
量，稳定性很好，在高温下
仍能保持较高的强度，密度 低，减展性优良，且具有耐
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
芳纶纤维
等多功能防护面料，用于
石油、化工、消防、冶炼 、防火隔热、军队等。
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（3）机械损伤防护
采用对位芳纶与高强聚乙烯 、不锈钢丝等材料复合，开
芳纶纤维
发生产防割、防穿刺、防撕
裂等防机械损伤纺织品，主 要用于建筑、林业、金属加
工、树木修剪等行业。
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n
ห้องสมุดไป่ตู้
缩聚实施方法：常用低温溶液缩聚和界面缩聚的方法
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3.2 芳纶纤维的结构与性能 一.间位芳纶
芳纶纤维
间位芳纶（芳纶 1313 ）性能中突出 特点是耐热性好，阻燃和耐磨蚀性 ，且对漂白剂、还原剂、有机溶剂 等的稳定性很好，并具有良好的抗 辐射性能。
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三.在橡胶工业中的应用
芳纶纤维
芳纶具有良好的耐高低温性能、热稳定性、还具有尺寸稳定 性好、耐疲劳、耐腐蚀等特点，这正是是橡胶产品增强骨架 材料所需要理想材料。
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芳纶纤维
四.在涂覆织物制品中的应用
芳纶涂覆织物强力和撕裂强度比
锦纶和聚酯涂覆织物至少高出2倍 ，其伸长率更小，可有效减小产 品的质量和厚度，同时具有较好 的耐刺穿、耐疲劳和耐燃性能。 可用于充气橡胶制品、系留气球 、贮运容器。
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3.3 芳纶在产业用纺织品中的应用
芳纶纤维是一种耐高温、高强、高模量的高性能纤维，兼 有无机纤维的机械性能和有机纤维的加工性能，具有极好
的耐化学腐蚀性，耐辐射性，耐疲劳性，尺寸稳定性等优
良性能。 芳纶成为安全防护、复合材料、过滤、摩擦密封、电子、
运输工具、体育器材及建筑、国防军事等各种领域的新型
电性能。
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3.3 芳纶在产业用纺织品中的应用 产业用纺织品也称为技术性纺织品，是专门设计的、具有
工程结构的纺织品，一般用于非纺织行业中的产品、加工过
程或公共设施。 依据定义用于以下三个方面：
1.作为加工其它产品的一个组成部分；
2.作为加工其它产品过程中使用的一个部件； 3.单独使用来执行一种或几种功能。