高性能纤维pen的应用与发展

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1、高性能纤维PEN的应用与发展2010年度骨架材料中外技术经济交流会暨行业大会刘耀祥薛芳峰2010年6月10武汉骏马集团目录PEN的发展背景PEN纤维的性能特点PEN纤维的应用与分类PEN纤维的市场需求分析PEN纤维的技术及产业发展趋势骏马的PEN纤维技术开发骏马集团一、PEN的发展背景PEN的开发历史PEN的结构性能PEN的应用背景PEN的合成技术骏马集团1、PEN的开发历史PEN作为一种性能优异的聚酯，首先于20世纪40年代末合成出来，此后很长时间内由于受制于原料问题，有关PEN的研究进展几乎处于停滞，直到20世纪60--70年代才陆续有一些关于PEN及其原料制备和应用的

2、专利发表。日本帝人公司在1964年开始了PEN的研究开发工作，并于1971年达到年产70-80tPEN薄膜的中试能力，实现了PEN双向拉伸薄膜的商业化，但是其制造成本较高，未能获得广泛的推广。但是PEN材料向人们展示了它较高的气密性、耐热性、抗紫外线性、耐化学药品性和低吸附性等优良性能，激起了研究者和相关企业对PEN的兴趣。在随后的几十年中，特别前几年，对PEN及其制品的制备、结构、性能及应用等方面的研究日趋活跃起来，全球掀起了PEN开发应用的热潮。骏马集团2、PEN的结构性能聚萘二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneNaphthalate，简称PEN)是聚酯家族中重要成

3、员之一，由2，6-萘二甲酸(NDC)或2，6-萘二甲酸二甲酯(DMN)与乙二醇合成得到，是性能优良的热塑性树脂。PEN化学结构与PET相似，不同之处在于分子链中PEN由刚性更大的萘环代替了PET中的苯环，萘环结构使PEN具有比PET更高的物理机械性能、气体阻隔性能、化学稳定性及耐热、耐紫外线、耐辐射等性能。因此，PEN在纤维、薄膜、包装材料和工程塑料等领域有广阔的应用前景，已成为全球最热门、开发应用最快的高分子材料之一。骏马集团3、PEN的应用背景PEN可用作F级耐热绝缘材料，制作超薄录像带基及高性能电子元件，如旋转电极线圈、薄膜电容器、变压器等；用于精密仪器和国防产品的高

4、档包装和抗冲击包装；可生产工业滤布、轮胎帘子线、船帆等。此外，在航空航天、原子能材料等尖端领域，PEN也有用武之地。骏马集团3、PEN的合成PEN的合成路线可分为直接酯化法和酯交换化法1）直接酯化法2,6-萘二甲酸（NDCA）和乙二醇（EG）发生酯化反应，生成2,6-萘二甲酸乙二酯，然后2,6-BHEN缩聚生成PEN；2）酯交换法2,6-萘二甲酸二甲酯（DMN）与EG发生酯交换反应，生成预凝结物2,6-BHEN，2,6-BHEN再缩聚生成PEN。骏马集团二、PEN纤维的性能特点PEN纤维的结构性能比较PEN纤维的物理性能分析PEN与PET、人造丝、芳纶、尼龙纤维的性能对比骏

5、马集团1、PEN纤维的结构性能比较图1：PEN与PET分子结构图PEN具有α与β两种结晶形态，且都属于三斜晶型，不同的制备条件所获得的PEN材料的结构形态存在一定的差异。由于PEN分子结构的高度对称性以及直链性结构，其纤维材料与传统聚酯纤维相比，具有以下特性：图1：PEN与PET分子结构图骏马集团2、PEN纤维的物理性能分析模量高、强度高，抗拉伸性能好；PEN纤维的模量在180-230cN/dtex，大约为普通PET纤维的两倍；尺寸稳定性与热稳定性好；耐化学性和抗水解性优良。骏马集团2、PEN纤维的物理性能分析由于PEN纤维分子链上萘环的共轭作用，其分子链的刚性比PET纤维

6、分子链大，因而具有较好的耐化学性、抗水解性以及抗紫外线性能。骏马集团2、PEN纤维的物理性能分析PEN纤维的玻璃化转变温度和收缩力都较高，这意味着PEN纤维是一种适合包裹和固定钢丝带束层以控制带束层在高温下增大和加固带束层边缘的材料。与PA66相比，PEN纤维具有显著减轻重量的作用，抗平点效果优异。因为PEN纤维具有很多优点，故可以应用的领域也较广泛。骏马集团3、PEN与PET、人造丝、芳纶、尼龙纤维的性能对比性能尼龙人造丝PETPEN芳纶强度（cN/dtex）857.5920模量（cN/dtex）3590100230485浸胶帘线强度（cN/dtex）74.56.2714

7、模量（cN/dtex）255060130300收缩率（%）7低22低性能耐疲劳性和粘合性优异高温性能优异尺寸稳定性好所有性能较好所有性能优异表1PEN及其它增强材料性能比较骏马集团三、PEN纤维的应用及分类增强材料过滤材料汽车内饰材料缆和绳索室外用织物骏马集团1、增强材料：增强材料：由于PEN纤维具有较大的回弹性和刚性，能够满足橡胶骨架材料的耐高温性、抗疲劳性、抗冲击性、粘结性和抗蠕变性的要求，因而将成为替代钢丝、PA66、PET等的理想材料；高压水管、蒸汽、燃料、化学药品等输送管道以及汽车发动机罩盖等用品都是在热