芳砜纶的特点

芳砜纶的特点
?芳砜纶的特点
摘要：芳砜纶是我国自行研究开发的芳香族聚酰胺类耐高温纤维。

本文介绍了耐高温芳砜纶的一些主要性能，以及它在电绝缘材料上应用的性能分析，耐高温绝缘材料在中国的市场前景分析等。

1前言
芳砜纶纤维是上海市纺织科学研究院和上海市合成纤维研究所经多年研制开发的拥有独立自主知识产权的有机耐高温纤维。

芳砜纶属于芳香族聚酰胺类耐高温材料，它的问世填补了我国耐
250℃等级合成纤维的空白。

芳砜纶在国防军工和现代工业上有着重要的用途，是我国急需的高科技纤维。

从重要战略物质和产业新材料核心技术的角度出发，已被列入国家“十一五”科技产业重点领域指南。

在国家有关部门的支持下，上千吨级的芳砜纶纤维的生产线正在建设并即将建成投产。

上海特安纶纤维有限公司是上海纺织（集团）有限公司的全资企业，该公司承担着芳砜纶纤维的产业化任务，其主要产品为芳砜纶纤维（商品名
TANLON）。

作为高科技的基础材料，芳砜纶形成规模化生产后，将有力促进如高性能绝缘纸等复合高性能材料等下游高科技产业链的发展。

2芳砜纶纤维的化学、物理机械性能
聚砜酰胺纤维（Polysulfonamide fiber）简称芳砜纶（PSA），是一种在高分子主链上含有砜基（-SO2-
）的芳香族聚酰胺纤维（见图1），它由4、4′二氨基二苯砜、3、3
′二氨基二苯砜和对苯二甲酰氯低温溶液缩聚，经湿法纺丝成形，高温牵伸制得。

纤维呈淡米黄色且富有光泽。

该纤维不仅具有良好的耐热性和电绝缘性，而且还具有耐腐蚀、耐辐射、难燃性和良好的尺寸稳定性等特点，尤其在抗热氧老化性能上十分突出。

图1芳砜纶的分子结构
2.1一般物理机械性能
表1芳砜纶的常规物理性能
项目
聚砜酰胺
断裂强力（克/旦）
3.0-
4.0
湿强力（%）
85-90
环扣强度（%）
80左右
伸长（%）
20-25
湿态伸长（%）
25-30
模量（公斤/毫米2）
760
回潮率（%）RH65%20-25℃
6.28
比重（克/厘米3）
1.4160
芳砜纶纤维，经切片试验，置于显微镜下观察，其纵截面呈光滑棍棒形状：其横截面呈十分均匀的圆形。

纤维经X射线小角衍射试验，表明其具有较好的取向度和
14-18%的结晶度。

纤维的玻璃化温度为257℃左右，软化温度我367-370℃。

没有明显的熔点，在400℃以上时开始分解。

2.2芳砜纶纤维的耐热性和热稳定性
表2芳砜纶纤维在不同温度下的耐热氧老化性
100小时
50小时
处理条件
250℃
300℃
350℃
400℃
在下列热空气
处理后强度保持率%
90
80
55
15
表3芳砜纶纤维在高温下的强度保持率
处理条件
200℃
250℃
300℃
350℃
在下列热空气处理后强度保持率%
83
70
50
38
2.3芳砜纶纤维的热收缩性或尺寸稳定性
芳砜纶纤维的热收缩性非常小。

在250℃以下的干燥热空气中收缩几乎为零；在300℃干燥热空气中，处理2小时后，收缩小于2%。

以后较长的放置在该温度下对纤维长度基本上没有影响。

湿和热的作用使纤维内部的压力减小，由此引起的收缩率要高于在同样温度下干热条件下的收缩率。

2.4芳砜纶纤维的阻燃性
芳砜纶纤维，经燃烧试验表明，具有良好的阻燃性。

纤维在燃烧时，不熔融，不收缩或很少收缩，离开火焰后，立即自熄，无阴燃或余燃现象。

聚砜酰胺纤维的最低需氧指数（
LOI）为36。

2.5芳砜纶纤维的耐辐射和耐日光稳定性
聚砜酰胺纤维，具有较好的耐辐射稳定性。

在Co60丙种射线照射下，纤维经5x106 1x107rad的剂量辐照后，强力、伸长均无明显变化；在
1x108rad时，强力稍有下降；而在1x109rad时，纤维强力显著下降，且纤维色泽也发生明显变化。

2.6芳砜纶纤维的抗化学稳定性
聚砜酰胺纤维在化学稳定性上，抗酸性较抗碱性更强。

纤维经80℃、30%浓度的硫酸、盐酸、硝酸处理后，除硝酸使纤
其他回答(1)
julia2008lil会元
芳砜纶纤维属于对位芳纶系列，学名为聚苯砜对苯二甲酰胺纤维，系由4，4′二氨基二苯砜，3，3′二氨基二苯砜和对苯二甲酰氯的缩聚物制成的纤维。

纤维强度为3.0～4.5g／d；伸长度20％～25％；初始模量为760kg／mm2；比重为1.416g／cm3。

有机耐高温纤维是先进防护材料和结构材料的重要基础原料，其制造工艺复杂，对产品的质量要求高，目前只有少数几个发达国家能生产这类纤维。

有机耐高温纤维产品大致有以下几大类：芳香族聚酰胺类纤维、芳香族聚酰亚胺类纤维、聚苯硫醚纤维、聚苯并咪唑纤维、聚醚醚酮纤维等。

在这些纤维中生产量最多，应用最广的是间位芳香族聚酰胺纤维（简称芳纶1313纤维）。

美国杜邦公司的Nomex纤维代表了间位芳纶的最先进水平，其生产技术和规模独占鳌头，在世界有机耐高温纤维市场上占垄断地位，产品供不应求。

其他的耐高温纤维则尚处于产业化的初期阶段，未能大批生产，但掌握技术的发达国家也和美国一样，将其制造技术视为高科技纤维的核心机密，对我国实行全面和彻底的技术封锁。

我国科技人员在研制聚砜基酰胺（芳砜纶）纤维时，改变了国际上其他公司所采用的以间苯二胺为第二单
位的传统工艺路线，创造性地引入了对苯结构和砜基，使酰胺基和砜基相互连接对位苯基和间位苯基构成线型大分子。

由于大分子主链上存在强吸电子的砜基基团，通过苯环的双键共轭作用，使这种分子结构比芳纶1313分子结构更具优异的性能。

与Nomex相比，芳砜纶表出更优异的耐热性和热稳定性，芳砜纶在250℃和300℃时的强度保持率分别为70％、50％，比芳纶1313纤维（Nomex）高5～10个百分点，即使在350℃的高温下，依然保持38％的强度，而此时芳纶1313纤维已遭破坏。

芳砜纶在250℃和300℃热空气中处理100小时后的强度保持率分别为90％和80％，而在相同条件下芳纶1313纤维仅为78％和60％。

可见，芳砜纶的耐热性和热稳定性优于芳纶1313纤维，可在200℃的温度下长期使用。

与Nomex相比，芳砜纶表现出极出色的高温尺寸的稳定性。

芳纶1313纤维的致命缺点是高温尺寸稳定性较差，它的沸水收缩率为3％，在300℃热空气中的缩率高达8％，而芳砜纶在相同条件下的热收缩率仅为0.5％～1.0％和2.0％，它的高温尺寸稳定性比芳纶1313纤维好得多。

在制做消防服和特种军服时，采用杜邦Nomex纤维时，往往要加入另一种价格更贵的低收缩纤维，以保持受热时服装平整，而芳砜纶则无须添加其他组分。

与Nomex相比，芳砜纶的阻燃性更出色。

芳砜纶和芳纶1313纤维都属难燃纤维，但芳砜纶的
LOI值高达33，比芳纶1313纤维高5个百分点，阻燃性更佳。

芳砜纶纤维所具有的高保护性能来自本身分子结构，而不是通过化学处理得来，这就意味着采用芳砜纶纤维的防护服的防热防火性能不会因穿着或洗涤而丧失，使用寿命因此而延长。

试验表明，水洗100次或干洗25次对100％芳砜纶织物的阻燃性没有影响。

当易燃纤维与芳砜纶纤维混纺时，即使有很小比例的芳砜纶纤维存在，也能限制熔融混合物的滴落，因此适于一般情况下的防护需要。

这些性能使芳砜纶适合于制做炉前工作服、电焊工作服、均压服、防辐射工作服、化学防护服、高压屏蔽服、宾馆用纺织品及救生通道。

与Nomex相比，芳砜纶具有良好的染色性能。

一般情况下芳纶1313纤维不可染，只有在加入一种有毒载体后可勉强上色，杜邦为此开发了有色纤维，不但色彩较少，而且价格非常昂贵，这严重制约了它在防护服上的应用。

而芳砜纶纤维在常规的高温高压条件下即可染色，面料的后整理成本较低，在防护领域的应用十分适合。