芳纶芯阻燃输送带介绍材料

芳纶芯阻燃输送带

一、什么是芳纶纤维

芳纶纤维是芳香族聚酰胺类纤维的通称，英文名称是aramid fiber，我国商品名称为芳纶纤维。

根据ISO 2076的定义，芳纶纤维(aramid fiber)是指由酰胺键或酰亚胺键连接的芳香基团组成的线性聚合物，其中至少85%的酰胺键或酰亚胺键与芳香环直接连接，如含有酰亚胺键，其数目不超过酰胺键。因此芳纶同时含有芳香基团和酰胺基团。含有芳香基团而不含酰胺基团的，比如只含有酯基或芳香基团的不能称之为芳纶。根据定义，可以得知芳纶实际上是一大类材料的统称，常见的有对位芳纶(para-aramid)、间位芳纶(meta-aramid)等。而对位芳纶和间位芳纶是迄今使用最为广泛的芳纶纤维。

芳纶纤维最先由美国杜邦公司于上世纪60年代发明。间位芳纶首先以注册商标Nomex®面世，然后是以Kevlar®为商品名推向市场的对位芳纶。在随后的40多年的时间里，Nomex®纤维和Kevlar®纤维在生命防护、航空航天、光纤通信、复合材料、电器绝缘以及汽车工业方面得到了极为成功且广泛的应用。杜邦公司的这两个注册商标

K evlar®和Nomex®纤维因此也几乎成了芳纶的代名词

在胶带的应用中提到的芳纶一般所指为对位芳纶纤维。在输送带中，目前对节能减耗的重视使得轻量化成为一个发展趋势，同时高强度、耐高温、阻燃、防撕裂等成为当前高性能输送带的开发重点。在传动带中，尤其是汽车传动带，由于发动机舱的温度不断升高，对传动带的耐高温性能的要求越来越高。同样出于节能的原因，高性能传动带也非常重视重量的减轻。芳纶纤维的高强高模、质轻、阻燃、低蠕变伸长以及耐高温的特性切合了这些需要，使其成为当前高性能输送带

和高性能传动带的理想骨架材料。与传统钢丝输送带相比，芳纶输送带在保持带体强度不下降的情况下，质量减小3O ～6O ；由于采用了有机纤维，带芯也不再受电磁干扰．同时还提高了耐磨性，因此非常适用于矿山和港口。

1、芳纶纤维的基本性能

对位芳纶和间位芳纶的化学结构

对位芳纶和间位芳纶的基本化学结构如图1和图2所示。Kevlar®纤维是基于聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)的聚合物，而Nomex®纤维是基于聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)的聚合物。

图1 对位芳纶（聚对苯二甲酰对苯二胺, PPTA）的化学结构

图2间位芳纶（聚间苯二甲酰间苯二胺, PMIA）的化学结构

虽然对位芳纶PPTA和间位芳纶PMIA在化学结构上只是对位和间位的差别，但生产工艺、微观结构和物理性能却有巨大的差异。聚间苯二甲酰间苯二胺的分子链具有很好的柔性，可以溶解在溶剂中形成溶液再经普通各向同性溶液纺丝制得，分子链取向度不高，结晶度不高。而聚对苯二甲酰对苯二胺的分子链具有非常强的刚性，象棒状分子。将聚对苯二甲酰对苯二胺溶解在合适的溶剂中，在适当的浓度下会形成液晶溶液，其中聚合物分子局部取向形成液晶态。通过液晶溶液放肆，在高剪切力作用下分子链高度取向，形成的聚合物纤维结晶度高，

几乎所有聚合物分子沿纤维轴向方向伸展取向。这两种纺丝工艺形象地由图3表示。

图3 Nomex®和Kevlar®纤维的纺丝示意图

(左边为Nomex®纤维，右边为Kevlar®纤维)

由于芳香性结构的原因，Kevlar®和Nomex®纤维都具有非常优异的耐热稳定性。但由于微观结构的不同，这两种纤维在宏观性能上具有非常大的差异。Nomex®纤维因为分子链取向度不高，结晶度不高，因此强度不高，模量也不高，但伸长率较高，耐磨和耐压缩疲劳非常好。而Kevlar®纤维中分子链取向度很高，分子之间形成氢键结合，很多分子在同一个平面上形成氢键共平面，氢键共平面沿同一方向堆砌后形成纤维，如图4所示。