芳纶1414高强复合材料的研发.doc

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1、“芳纶1414高强复合材料的研发”项目可行性研究报告一、项目概况：芳纶1414即聚对苯二甲酰对苯二胺，由于分子链的刚性，有溶致液晶性，在溶液中在剪切力作用下极易形成各向异性态织构，具有高耐热性，玻璃化温度在300℃以上，热分解温度高达560℃，180℃空气中放置48小时后强度保持率为84%。高抗拉强度和起始弹性模量，纤维强度0.215牛顿/旦，模量4.9～9.8牛顿/旦，比强度是钢的5倍，用于复合材料时压缩和抗弯强度仅低于无机纤维。热收缩和蠕变性能稳定，此外还有高绝缘性和耐化学腐蚀性。通常用低温溶液缩聚方法聚合，溶剂为六甲基磷酰

2、胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和四甲基脲等，聚合物生成后即发生相分离，分子量与聚合条件、杂质及溶剂有关。聚合物溶于浓硫酸后采用干喷湿纺工艺成纤。近年还出现了在螺杆挤压机中连续缩聚及气相缩聚等新聚合方法。芳纶纤维具有较好的耐热性和尺寸稳定性;在180℃干热空气中放置48小时后，其强度保持率为84%；热收缩率和蠕变性能稳定；分解温度约560℃,玻璃化温度在300℃以上;具有耐化学腐蚀性、高绝缘性、极高的抗拉强度和起始弹性模量,比强度是钢的5倍。芳纶纤维用于复合材料时，其压缩和抗弯强度低于一般无机纤维。该产品主要用于工程及需要用高

3、强材料的场合，也可广泛用作防刺服的主要材料。一、项目前景：芳纶1414高强复合材料主要用途：1.用于保安人员的个人防务装备；2.工程（如房屋及桥梁的修补）；3.工业用特种材料，如耐高温的过滤材料。芳纶1414作为特种纤维、复合材料在航天、航空、交通、通讯等领域获得了广泛的应用。近十年来，芳纶1414的特性逐步被人们认识，需求量与日俱增。而随着我国社会经济和城市化建设的迅速发展，各种犯罪活动也大幅增加，公安人员的生命时刻受到伤害，个人防护装备的要求也越来越高。芳纶产品用途广泛，国内至今未实现产业化，是一个良好的机遇。经我公司研究开

4、发，芳纶1414产品性能指标有了较大提高，产品市场空间极为宽广。纺织是绍兴市的支撑产业，又是世界的纺织品的贸易中心，目前生产的产品主要是以化纤为主的机织、针织服用和家纺产品，产品雷同性大，附加值较低，近几年来，化纤常规产品供过于求的形式日趋严重，竞争越来越激烈，许多企业面临生存危机，需要用高科技、高附加值的产品来提供绍兴纺织产业，改进产业结构。产业用纺织品是我国纺织行业新的经济增长点，而目前绍兴的产业用纺织品规模还比较小，因此，研究开发高性能产业用非织造布对调整绍兴纺织产业结构具有十分重要的现实意义。三、项目研究开发内容和技术关

5、键及主要创新点：芳纶1414高强复合材料主要用于防刺服和工业特种领域。2008年4月1日起执行的《警用防刺服》标准。主要用于公安系统人员能有效地防护匕首等常规锐器从各种刺入角度对人体的攻击，或减少人体防护部位受到刺伤威胁。警用防刺服主要由防刺层和防刺服外套组成。目前防刺服的防刺层材料主要由高强聚乙烯无纺布复合材料，虽然防刺性能优越，但缺点是不耐高温，同时因比较硬，穿着的舒适性较差，本项目就是为了克服高强聚乙烯的缺点而研发的。本项目提出用芳纶1414高强度材料技术要求如下：1、物理性能：单位面积断裂强度：[经向+纬向断裂强度（N）

6、]/单位面积质量（g）≥5。2、阻燃性能：续燃时间小于2s，损毁长度小于100mm。3、热稳定性能：经180℃±5℃热稳定性能实验后，收缩率≤10%。芳纶1414高强复合材料需解决的技术关键是：1、选用配方：芳纶1414短纤与5%～10%的高强聚乙烯，使用材料既能耐高温强度又很大。2、用水刺生产工艺，将上述二种原料制作成芳纶1414高强无纺布。3、根据芳纶1414高强复合材料的技术要求，将芳纶1414高强无纺布经特种复合技术制成芳纶1414高强复合材料。三、项目的预期目标：项目的目标是开发一种新的高性能材料，即芳纶1414高强复

7、合材料，能满足以下技术要求。主要技术性能指标：1、物理性能：单位面积断裂强度：[经向+纬向断裂强度（N）]/单位面积质量（g）≥5。2、阻燃性能：续燃时间小于2s，损毁长度小于100mm。3、热稳定性能：经180℃±5℃热稳定性能实验后，收缩率≤10%。主要经济指标：项目完成时，预期销售达到100万元，税金3万元，利润10万元。项目完成后的一年内，销售达到500万元，税金15万元，利润50万元。五、项目的实施方案：芳纶1414高强复合材料的开发，应从以下几个方面来进行。（一）原料的选择。①芳纶1414，结构式如下：芳纶1414在

8、370℃以上的高温下才开始分介，400℃左右开始碳化，而对位芳纶有极高的强度大于28g/d，是优质钢材的5-6倍，韧性是钢材的2倍而重量仅为钢材的1/5。②高强聚乙烯分子结构如下：超高分子量聚乙烯英文名ultra-highmolecularweightpolye