复合材料第十章-芳纶纤维

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1、教学目的:通过本章的学习，掌握芳纶纤维的定义、复合材料分子结构式、结构及性能特点，芳纶纤维的优点、缺点及主要应用。重点内容:第三部分复合材料的增强材料1、芳纶纤维的结构特征及与性能的关系。2、常见几种芳纶纤维的分子式及特点难点:芳纶纤维分子结构与性能的关系。第十章芳纶纤维熟悉内容:芳纶纤维的发展历史及目前的主要应用。12主要英文词汇：参考教材或资料：Kevlar---凯芙拉1、复合材料学----周祖福（武汉理工大学出版社，2004年）2、现代复合材料----陈华辉邓海金李明（中国物质出版社,1998）Poly[P-benzamide]-

2、--对位芳香族聚酰胺纤维3、复合材料概论----王荣国武卫莉（哈尔滨工业大学出版社,1999）Poly[p-phenleneterephthalamide]---4、复合材料--------吴人洁（天津大学出版社,2000）5、复合材料科学与工程---倪礼忠,陈麒(科学出版社,2002)聚对苯二甲酰对苯二胺纤维6、复合材料及其应用—尹洪峰,任耘（陕西科学技术出版社,2003）AromaticPolymideFibre---芳香族酰胺纤维7、高性能复合材料学---郝元恺,肖加余(化学工业出版社,2004)Kevlar,KF8、新材料概论-

3、--谭毅,李敬锋(冶金工业出版社,2004)9、先进复合材料----鲁云朱世杰马鸣图（机械工业已出版社,2004）10、复合材料--------周曦亚（化学工业出版社,2005）3410、芳纶纤维　　芳纶纤维的历史很短，发展很快。1968午美国杜邦公司开始研制。芳纶纤维：芳香族聚酰胺类纤维的通称。1972年以B纤维为名发表了专利并提供产品。国外商品牌号为凯芙拉（Kevlar）纤维（美国杜1972年又研制了以PRD--49命名的纤维。邦公司1968年开始研究，1973年研制成功），我国命名为芳纶纤维。1973年正式登记的商品名称为ARAM

4、ID纤维。特点：高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、低密度的新型有机纤维。用于：增强塑料、同步带、绳索、防弹板、复合材料的增强材料。561ARAMID纤维包括三种牌号的产品，并重改名称。PRD--49--IV改称为芳纶--29；PRD--49--III改称为芳纶--49；　　自1972年芳纶纤维作为商品出售以来，产量B纤维改称为芳纶。芳纶、芳纶--29、芳纶--49这三种牌号纤维的用途各逐年增加。不相同。　　芳纶主要用于橡胶增强，制造轮胎、三角皮带、　　其原因是由于该纤维具有独特的功能，使之同步带等；　　芳纶--29主要用于绳索、电缆、涂漆

5、织物、带广泛应用到军工和国民经济各个部门。和带状物，以及防弹背心等。　　芳纶--49用于航空、宇航、造船工业的复合材料制件。78（2）聚对苯二甲酰对苯二胺纤维10.1芳纶纤维的结构与特征：Poly[p-phenleneterephthalamide]1.对位芳香族聚酰胺纤维：Poly[P-benzamide]O（1）聚对苯甲酰胺（聚对胺基苯甲酰）纤维，简称CO--CNHNHnPBA纤维。原料：对氨基苯甲酰，缩聚纺丝而得到。OOOClCCCl+NH2NH2NH--Cn原料：对苯二甲酰氯，对苯二胺，缩聚反应；目前世界上的主要生产品种，也为重

6、要的复合材料的增强材料。9102.间位芳香族聚酰胺纤维：（1）聚间苯二甲酰间苯二胺纤维原料：间苯二胺；间苯二甲酰氯。O特点：高温性能好，高温下的强度保持率好，以及尺-CNH寸稳定性、抗氧化性和耐水性好，不易燃烧，具有自CO-NH熄性，耐磨和耐多次曲折性好，耐化学试剂，绝热性n能也较好。缺点：强度和模量低，耐光性较差。OClCONH2用途：主要用于易燃易爆环境的工作服，耐高温绝缘CCl+NH2材料，耐高温的蜂窝结构。11122(2)聚N，N’-间苯双-（间苯二甲酰胺）对苯二甲酰胺纤维拉伸：沿着纤维方向为强的共价键，断裂时，纵向开裂而劈成许

7、多更细的单元；HNHNCOCOCOHN横向方向为较弱的氢键，横向受压时，出现纤维分n层。H2NONH2OO结构：分子链难以旋转，呈伸展状态，形成棒状结COH+H2N+HOCCOH构，有很高的模量；线型结构使分子排列紧密，高密实性。分子结构特点：分子链由苯环、酰胺基按一定规律排列，酰胺基处于苯环的直位上，具有良好的规整性，由于苯环内电子共扼作用，具有化学稳定性，苯环高度的结晶性。刚性，结晶使具有高温尺寸稳定性，不发生高温分链上氢原子与其它链上酰胺对C=O成氢键，分子解。横向联结。主要用作抗燃纤维及耐高温绝缘材料。1314芳纶纤维的分子结构

8、纤维的苯环结构，使它的分子链难于旋转。高聚物分子不能折叠，又呈伸展状态．形成棒状结构，从而使纤维具有很高的模量。聚合物的线性结构使分子间排列得十分紧密，在单位体积内可容纳很多聚合物分子。这种高的密实性使纤维