对位芳纶纤维的研究与应用进展

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1、第38卷第7期化工新型材料Vol138No172010年7月NEWCHEMICALMATERIALS·43·对位芳纶纤维的研究与应用进展汤伟王瑞岭(北京雷特新技术实业公司,北京100074)摘要介绍了对位芳纶的结构和性能,以及当前其应用的各种领域,通过对位芳纶纤维表面改性研究,使其产品性能不断改善,材料成本降低,对位芳纶纤维必将在更广阔的领域中得到应用。关键词对位芳纶纤维,增强材料,应用Researchreviewonp2aramidfiberTangWeiWangRuiling(BeijingRateTechnologyCorporation,Beijing100074)Abstrac

2、tp2aramidfiberisoneoffiberswhichareofhigh2strength,high2modulusandhigh2temperatureresistanceproperties.Thestructureandperformanceofp2aramidfiberwasintroduced,andatpresent,variouskindsofApplicationsweremadeaccordingtoitsfiberproperties.Withbetterproperties,lowercostofmaterial,andstrengtheningtechn

3、icalre2search,p2aramidfiberwouldhavebroaderedapplicationfields.Keywordsp2aramidfiber,reinforcement,application[2]对位芳纶纤维是以分子链中含有芳香族基团的聚酰胺高子链沿纤维轴的高取向赋予纤维高强度和高模量。分子为原料制成的纤维类材料,全称为“聚对苯二甲酰对苯二目前几种特种纤维,高强尼龙、高强玻璃纤维、碳纤维、芳[1]胺”,简称对位芳纶。纶纤维、高强高模聚乙烯纤维和PBO等特种纤维中,碳纤维由于断裂延伸太小,单位面积的弹击吸能较低,已逐渐退出了1对位芳纶纤维的性能防弹领域;芳纶、

4、聚乙烯纤维已成为防弹复合材料的主要原材分子链中被苯环分离的酰胺基团与苯环形成大π键共轭料,尤其是芳纶,在防护方面的应用越来越广。从根本而言,结构,内旋转位能高,使分子链呈刚性平面棒状;分子链间通特种纤维自身结构、物化性质的不同,决定了它们在弹击或高过酰胺基的氢键结合成片状结构,平行的片状结构之间则通速冲击过程中的响应各不相同,几种典型的防弹纤维的基本过范德华力相互结合成晶粒,晶粒沿纤维轴取向并按纤维径性能比较列于表1。向分布。沿分子链的共价键和刚性赋予纤维高的耐热性,分[325]表1几种典型的防弹纤维的基本性能密度拉伸强度拉伸模量断裂伸长熔点声速品种/(g·cm-3)/GPa/GPa/%

5、/℃/(10-3m·s-1)DyneemaSK650.973.0953.61409.8DyneemaSK750.973.41073.814011DyneemaSK760.973.61163.814012TwaronCT1.443.3903.35607.9Kevlar1291.443.38833.35608.2碳纤维HS1.783.42401.4-11.4碳纤维HM1.852.33900.5-14.5PBOZylonHM1.565.82802.565013.5玻璃纤维2.552.0732.0--尼龙2661.141.05.518.22552.2聚酯纤维1.381.1213.814.5260

6、3.2钢丝纤维7.87.61514.816004.4作者简介:汤伟(1981-),女,硕士,工程师,主要从事新型高分子材料的研究。·44·化工新型材料第38卷与钢丝、聚酯帘线相比,芳纶帘线具有耐高温、高强度、高2对位芳纶纤维的应用模量及变形小的特性,又具有相对密度小、耐疲劳、耐剪切的对位芳纶材料的应用主要是围绕其高强度、高弹性模量柔性,兼备了钢丝、人造丝、锦纶、聚酯帘线的优异性能,有等优异特征展开的。据报道,芳纶产品用于防弹衣、头盔等约“合成钢丝”之称,是目前最理想的骨架材料。占7%～8%,航空航天材料、体育用材料大约占40%;轮胎骨根据芳纶的综合性能,芳纶帘线的优点有:(1)使用芳纶架

7、材料、传送带材料等方面大约占20%左右,还有高强绳索等帘线可减少胎体的层数,车胎重量减小,降低轮胎滚动阻力,方面大约占13%。可以减少耗油;(2)芳纶帘线与橡胶的粘合效果比钢丝好,并211防弹领域且不容易受水分、湿度的影响;(3)用芳纶作帘线后轮胎的刚芳纶纤维是重要的国防军工材料,为了适应现代战争的性、耐磨性得到提高,从而使轮胎性能具有如下优点:(1)燃油需要,目前,美、英等发达国家的防弹衣均为芳纶材质,芳纶防经济性提高1125%;