简述芳纶纤维的分类与形态和在工业领域中的应用情况

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1、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

2、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

3、%，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

4、领域，才逐渐露出庐山真颜。芳纶最早由美国杜邦公司研制成功并实现工业化生产，其间位芳纶注册为Nomex（诺美克斯），对位芳纶注册为Kevlar（凯芙拉），二者分别在世界间位、对位芳纶领域占据着主导地位。例如防火纤维芳纶1313最早由美国杜邦公司研制成功，并于1967年实现了工业化生产，产品注册为Nomex（诺美克斯）。这是一种柔软洁白、纤细蓬松、富有光泽的纤维，外观与普通化纤并无二致，却集众长于一身，拥有超乎寻常的“特异功能”。几乎与防火纤维芳纶1313的发明同步，美国杜邦公司在20世纪60年代末研制出另一种高性能合成纤维-防弹纤维芳纶1414

5、，其商品于1972年首次问世，定名为Kevlar（凯芙拉）。芳纶1414外观呈金黄色，貌似闪亮的金属丝线，实际上是由刚性长分子构成的液晶态聚合物。由于其分子链沿长度方向高度取向，并且具有极强的链间结合力，从而赋予纤维空前的高强度、高模量和耐高温特性。芳纶1414的发现被认为是材料界发展的一个的重要进程碑。芳纶1414有极高的强度，大于28克/旦，是优质钢材的5-6倍，模量是钢材或玻璃纤维的2-3倍，韧性是钢材的2倍，而重量仅为钢材的1/5。（芳纶1414的的强韧性也使其裁切与加工异常困难，需要昂贵的专用工具）。长期以来，由于投资成本高、技术难

6、度大，世界上仅美国、日本和前苏联有能力进行生产，工艺技术属于绝密，产品被视为战略物资而严加管制。目前，全球芳纶市场主要由美国杜邦公司、日本帝人公司以及烟台氨纶股份有限公司三大芳纶供应商来瓜分。三、芳纶纤维的分类与形态和性能　　1.芳纶纤维的分类　　芳纶纤维根据其化学结构的不同，可以分为两种主要类型：一类是以耐热性、难燃性为特征的间位芳纶，全称为聚对间苯二甲酰间苯二胺，英文缩写为PMTA，美国商品名为Nomex，我国称为芳纶1313；一类是以高强度、高弹性模量、耐热性为特征的对位芳纶，全称为聚对苯二甲酰对苯二胺，英文缩写为PPTA，商品名美国为

7、Kevlar，日本为Technora，荷兰为Twaron，俄罗斯为Tevlon，我国称为芳纶1414。　　芳纶纤维是一种耐高温的高强度高弹模特种纤维，兼有无机纤维的机械性能和有机纤维的加工性能，密度与聚酯纤维相当。同时还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以及与橡胶树脂一定的粘合性能。目前产品有浆粕和纤维两种形态。成为航空航天、橡胶、树脂工业、电子电器设备、运输工具、体育器材及土木建筑等各种领域的新型材料。尤其以芳纶纤维制备的高性能芳纶纸复合材料可广泛用作高级电器绝缘材料、印刷线路板及电磁波防护材料等而备受瞩目。　

8、　2.芳纶纤维的形态　　1414纤维为亮黄色，1313纤维为亮白色。分别具有短纤维（或长丝）和浆粕纤维（或称沉析纤维）两种纤维形态。长丝主要用于纺织、橡胶等领域，造