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芳纶纤维的应用领域
广泛应用于我国航空航天、汽车、机电、建筑、体育等诸多领域,是未来生活中不可或缺的材料之一。
航空领域
芳纶纤维具有密度低、强度高、耐腐蚀性好等优点,可用于制造导弹火箭发动机外壳、飞机和航天器机身、主机翼、尾翼等宽带传波材料和能够承受冲击力的结构部件。多层蜂巢结构由环氧浸渍芳纶布制成芳纶预浸料,直接与蜂窝或泡沫结构结合,具有优异的抗震性和电磁波渗透性。由热压芳纶纤维与薄铝板和环氧无纬织物组成的超混合复合材料层压板具有很高的比模量和比强度,其疲劳寿命是铝合金板的100-1000倍,可用于机身和飞机其他部位。采用芳纶纤维增强树脂基复合材料可以大大降低飞机的总重量。
军事领域
随着化学、核武器等新型军事武器的发展,对军用防护服的性能有了越来越多的新要求:耐用、轻便、防弹、阻燃、良好的环境适应性和伪装性。芳纶纤维制成的防弹衣和头盔可以代替老式的尼龙背心和罐头头盔。在防弹衣和头盔中加入适量的芳纶纤维,不仅可以使其体积小、重量轻,还可以使其防弹效率提高40%。采用高档防弹芳纶无纬布和高性能聚乙烯薄膜制成的软质防弹衣,防弹性能和耐热性能均优于超高分子量聚乙烯纤维。芳纶纤维还可以与其他材料(如金属、陶瓷)复合,制成各种高强度、耐冲击的爆炸密闭容器、防弹盾牌、防弹装甲板等。此外,将芳纶纤维织物粘贴在结构内壁上,可以有效吸收爆炸波,防止弹片对人体的伤害。
建筑领域
芳纶纤维织物的延展性好于碳纤维,材料自身重量轻、自由度灵活,是一种理想的建筑工程加固材料,尤其是在加固不规则形状的构件时,由于其柔软度好,在加固棱角时不必做倒角。将芳纶编织成钢筋状,可作为大型建筑物的水泥增强骨架,除了具有高强、质轻的优点外,还可耐腐蚀,可同时起到较好的抗剪切作用。
交通领域
由于芳纶纤维密度小,可耐高、低温,并对橡胶有良好的粘附性,可作为汽车或飞机的轮胎帘子线。由芳纶纤维制成的轮胎,重量轻、轮胎薄、滚动阻力低、轮胎承载力高,还有很好的耐磨性、耐切割性及耐刺穿性,且轮胎使用过程中接地压力重心移动小,转向性能好,热量容易发散,不易变形,提高了汽车的乘坐舒适性,延长了轮胎的使用寿命,并可满足现代超音速飞机对轮胎的使用要求。
电子电气领域
芳纶纤维具有较高的强度和模量及较低的介电系数,电磁波透过率好,在同等刚度条件下,芳纶复合材料制作的雷达天线防护罩厚度比玻璃纤维复合材料可降低30%,电磁波透过率提高10%; 芳纶与环氧、酚醛、聚酰亚胺等树脂复合制成的层压基板与陶瓷的线膨胀系数匹配度较高,在热胀冷缩作用下不会引起开裂,可用于制作表面安装技术中的特种印刷电路板,有利于电子设备的小型化和轻质化。
利用芳纶纤维进行强度高、耐高温等特性,用作一个光纤中的“张力控制构件”,可保护工作细小而脆弱的光纤发展受到一定拉力作用时不致伸长变形,不会产生影响光的传输。芳纶纤维与碳纤维的复合技术产品,有良好的可加工性和半导体性,并可通过耐高温,多用于设计制作高电压检测装置中降低环境电场的材料。芳纶纸经过绝缘漆浸渍后,绝缘性好,与天然云母片结合可以用作具有耐热性研究电机的绝缘结构材料。
其他领域
芳纶纤维分子含有大量的苯环,化学稳定性好,耐腐蚀,比强度高,重量轻,强度高,可用于生产海洋和深海油井电缆。芳纶纤维用于制造高档球拍、钓鱼竿、雪橇、滑雪板、杆、弓箭、赛艇、高尔夫球杆等,也可用于制造登山靴、拳击手套、赛车头盔、赛车车身等。由于石棉对人体唿吸道的严重危害,可以用加强橡胶密封板和其他密封件制成芳纶代替石棉,用于汽车制动器和垫圈。