芳纶纤维材料及其应用

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1、芳纶纤维材料及其应用摘要：本文对芳纶纤维的发展概况，结构性能以及主要应用领域作简单介绍。最后分析一下芳纶纤维的发展前景。关键词：芳纶纤维材料；芳纶1313；芳纶1414；结构性能；应用；发展前景AramidfibermaterialanditsapplicationAbstract：Inthispaper,thegeneraldevelopmentofaramidfiber,structure,performanceandmainapplicationfieldareintroduced.Finally,analysisofthedevelopmentofthearamidfib

2、erKeywords:Aramidfibermaterial;Aramid1313;Aramid1414;Structureperformance;Application;Futuredevelopment1芳纶纤维概况芳纶纤维即芳香族聚酞胺纤维，是以芳香族化合物为原料经缩聚纺丝制得的合成纤维。芳香族聚酰胺纤维首先是由美国杜邦公司于1965年引入市场的。这种间位取向的芳香族聚酰胺纤维称作Nomex。上世纪70年代早期，杜邦公司开发了第二种产品即对位芳香族聚酰胺纤维Kevlar，并且此后一直占据芳纶的首要地位，直到1986年荷兰Akzo公司的Twaron、1987年日本帝人公司的T

3、echnora及俄罗斯的ARMOC纤维的出现，才使Kevlar独占体系崩溃。[1]芳纶纤维工业化的产品有两种：芳纶1313（全称为聚间苯二甲酰间苯二胺纤维）和芳纶1414（全称为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维）。芳纶纤维具有良好的抗冲击和耐疲劳性能，有良好的介电性和化学稳定性，耐有机溶剂、燃料、有机酸及稀浓度的强酸、强碱，耐屈折性和加工性能好。它可用普通织机编织成织物，编织后其强度不低于原纤维强度的90%[2]。2芳纶13132.1发展情况芳纶1313最早由美国杜邦公司研制成功并实现工业化生产，产品注册为Nomex（诺美克斯）。1967年正式工业化生产。是一种耐高温纤维，由聚间苯二甲酰

4、间苯二胺构成，是目前所有耐高温纤维中产量最大，应用最广的一个品种。日本Teijin公司于1974年也成功实现商业化，商品名为Conex，其主要侧重纤维的开发，除常规纤维品种外，还有染色纤维、高度阻燃稳定纤维ConexFR和耐候性极好的ConexL。另外，还有日本Unitika公司的Apyeil和俄罗斯的Fenilon纤维。国内广东彩艳股份有限公司与烟台泰和新材料股份有限公司（原烟台氨纶）于20世纪90年代分别通过自主研发和引进俄罗斯技术开发出芳纶1313，现在均已实现产业化生产。目前，国内芳纶1313产业不但实现了自主供应，而且走出国门开始参与国际竞争[3]。2.2结构与性能芳纶

5、1313是一种柔软洁白、纤细蓬松、富有光泽的纤维，化学名为聚间苯二甲酰间苯二胺，分子结构式见图1，是排列规整的锯齿型大分子。图1芳纶1313分子结构式芳纶1313断裂强度0.4～0.53牛/特，伸长率30～50%，回潮率6.5%。其性能优良，具有持久的热稳定性，骄人的阻燃性，极佳的电绝缘性，杰出的化学稳定性，优良的机械特性和超强的耐辐射性[4]。当然，芳纶1313的缺点就是耐光性差。2.3芳纶1313的应用芳纶1313纤维其主要用于宇航，航空以及其他工业部门。其可应用于特种防护服、高温过滤材料、电气绝缘材料、蜂巢结构材料。此外，纯间位芳纶制成的芳纶纸具有高强度、低变形、耐高温、耐

6、化学腐蚀、阻燃和优良的电绝缘性能，广泛应用于国防、航空航天、高速列车和电工绝缘等领域，是一种关系国家安全的高科技新材料[5]。芳纶纸还广泛应用于影剧院、宾馆等公共场所的隔热阻燃材料，如背景幕、墙纸、聚光灯隔热材料、装饰材料等。3芳纶14143.1发展情况20世纪60年代，在芳纶1313基础上，美国DuPont公司成功研制出芳纶1414，并于1972年实现了工业化生产，商品名为Kevlar。芳纶1414具有比芳纶1313更好的综合性能，它的出现被认为是材料界发展的一个重要里程碑。荷兰AkzoNobel公司也于20世纪70年代开始研制芳纶1414，并于1986年实现工业化生产，商品名

7、为Twaron。2000年日本Teijin公司将Twaron收购，之后先后几次对其进行扩产，目前Twaron已成为Teijin公司的核心新材料产品。此外，韩国Kolon公司于2005年成功产业化生产出芳纶1414，商品名为Hercron。韩国Hyosung公司也于2009年实现了芳纶1414的工业化生产。国内，中蓝晨光化工研究院有限公司经过20多年的研究，于2011年成功建设了1000t/a芳纶1414工业生产装置，并同时实现产业化生产，商品名为Staramid。同样在2011年