[精品]高性能纤维的研究进展

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1、高性能纤维的研究进展姓名：马瑞辉学号：201120151002高性能纤维(HighPerformanceFibers)主要是基于航空、航天和海洋等极端条件以及战争、野外和安全等方面的需要而开发的，具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀和耐辐射等特点之一。进入2()世纪，随着化学纤维的不断出现和发展，新型纤维材料的性能不仅可满足服饰变化的需求。在产业方面纤维最早主要被川于制作渔网、渔线、细索等。随高性能纤维材料在产业、航空航天及军事等方面用途的不断扩人，各种高性能纤维应运而生。近年来世界主要高性能纤维的总发展趋势是继续以较高的速度发展，但不同的

2、品种有些差界。一、高性能纤维的种类及特性高性能纤维主要包括芳香族聚合物及杂环类纤维、高强高模聚烯坯纤维、碳纤维及其它。芳香族聚合物及杂环类纤维包括芳香族聚酰胺纤维(PMIA纤维、PPTA纤维、PAi•纤维)、聚苯并咪啤纤维、聚苯撑苯并双噁哇纤维、PIPD纤维、聚酰业胺纤维、酚醛树脂纤维、聚醸瞇酮纤维、聚苯硫瞇纤维、聚醸酰亚胺纤维。芳香族聚酰胺纤维的代表有PMIA纤维、PPTA纤维、PAr纤维。Nomex是DuPont公司于I960年研制出的一种间位型芳香族聚酰胺纤维，学术名为聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)纤维。PMIA纤维具有良好的防火

3、、耐热、耐化学试剂性能，可用于航天飞行员的宇航服、赛车运动服、防火T作服、耐高温滤布、烘干机衬布、传送带基布以及复合材料等。Kevlar即聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维，是DuPont公司1981年开始批量生产的另一种对位型芳香族聚酰胺纤维。PPTA纤维大分子的刚性很强，分子链儿乎处于完全伸总状态，这种结构不仅使纤维具有很高的强度和模量。而H还使纤维表现出良好的热稳定性以及耐疲劳性、耐摩擦性、电绝缘性等，但其耐强酸、强碱性较差对紫外线较敏感。聚苯并咪哇纤维即聚22■间苯撑・5,5,・二苯并咪哇(简称PBI)纤维。PBI纤维具冇很多突

4、出的特性，如抗燃性、热稳定性、吸湿性、耐强酸强碱性以及良好的纺织加工性和穿着舒适性等。在耐高温过滤材料、抗燃保护服、宇航服、E行器内饰和防火填充物及其它耐高温、耐化学腐蚀方面有着重耍用途。聚苯撑苯并双噁畔纤维(PBO)是一种芳杂环液晶聚合物。PBO纤维的抗张强度和抗张模最分别可达5.8GPa和280GPa,使用温度和热分解温度分别为350°C和650°C,具有比对位型芳香族聚酰胺纤维更高的比强度、比模量和耐高温性能，被视为先进结构复合材料的新一代超级增强纤维。聚2,5■二径基・1,4■苯撐毗噪并二咪陀(PIPD或简称“M5”)纤维是由2,

5、3,5,6-四氨基毗噪和2,5•二疑基对苯二甲酸缩聚后经液晶纺丝及热处理后制成的一种高性纤维。PIPD纤维人分子链的几何形状与PBO相似，但其径向有较强氢键作用，使得纤维具冇较高的剪切和横向模量以及优于PB0纤维的抗轴向压缩性能。聚酰亚胺是指主链上含酰亚胺环的一类聚合物，其中以含瞅酰亚胺结构的聚合物更为重要。聚酰亚胺的纺丝成形多采用湿纺或干纺工艺，溶剂如二甲基甲酰胺(DMF)、N■甲基毗咯烷酗(NMP)等。用三或二竣酸代替四竣酸二阡与二异亂酸酯反应,则所得产物为聚酰胺■酰亚胺。聚能陋酮(PEEK)是一种重要的热塑性芳香族聚合物，由4,4-

6、二氟苯酮、对苯二酚和碳酸钠在二苯飒溶剂中聚合而得。虽然PEEK是热塑性聚合物但它的熔点(334°C)和玻璃化转变温度(143°C)都鮫高，因此PEEK纤维具有很多独特性能主要表现在耐热、抗氧化。耐化学腐蚀、耐水解、耐磨、抗蠕变和抗冲击等方面。聚苯硫讎(PPS)纤维是由对二级苯和硫化钠经缩聚而成。PPS人分子是通过苯环与硫原子连接而成的，所以它同时具有PEEK和聚苯醛(PPO)的特点，是一种用途较广的热塑性树脂。PPS纤维耐化学试剂性优界，特别是耐非氧化性酸和热碱液的能力突出。PPS纤维具有良好的纺织加工性能。高强高模聚烯坯纤维主要是指超高

7、相对分了质量聚乙烯纤维、高强度聚乙烯醇纤维、聚四氟乙烯纤维。聚乙烯是一种柔性链聚合物，要得到高强高模纤维，必须人幅度提高分子量，以减少纤维结构中的分子末端缺陷，同吋进行超倍拉伸，使大分子折叠链伸直。真正在工业上实现这一冃标，就是用超高分子量的聚乙烯进行凝胶纺丝。该技术戢早由荷兰的DSM公司开发成功，随即得到了普遍的重视，并得到较大规模的工业化生产。聚四氟乙烯(PTEF)俗称册料王，最早由ICI公司生产，用于制作鴉料。聚四氟乙烯为非极性分子，键能高，对称性高，结构规整；具有优良的耐化学腐蚀性、耐强酸、强碱、氧化剂、有机溶剂等；耐气候性好，具

8、有儿乎恒定的介电常数和介电损耗；摩擦系数低；不燃，极限氧指数高达95；耐高、低温性能优良，长期使用温度为120~250°C,瞬时町耐1()OO°C以上的高温。DuPont公司采川乳液纺丝技术研