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芳纶纤维,英文称为“Aramid fiber”(杜邦公司的商品名Kevlar是芳纶纤维的一种,即对位芳纶),是一种新型的高科技合成纤维,具有超高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、重量轻等优异性能。其强度是钢丝的5-6倍,模量是钢丝或玻璃纤维的2-3倍,韧性是钢丝的2倍。绝缘性能好,耐老化,使用寿命长。芳纶纤维的发现被认为是材料领域一个非常重要的历史进程。
芳纶纤维是重要的国防建设军工企业材料,为了能够适应中国现代信息战争的需要,目前,美、英等发达地区国家的防弹衣均为芳纶材质,芳纶防弹衣、头盔的轻量化,有效方法提高了人民军队的快速进行反应分析能力和杀伤力。在海湾战争中,美、法飞机通过大量使用了芳纶复合结构材料。除了军事上的应用外,现已可以作为研究一种具有高技术含量的纤维增强材料被广泛学习应用于我国航天大学航空、机电、建筑、汽车、体育文化用品等国民社会经济的各个管理方面。在航空、航天精神方面,芳纶由于生活质量轻而强度高,节省了时间大量的动力燃料,据国外相关资料数据显示,在宇宙飞船的发射工作过程中,每减轻1公斤的重量,意味着我们降低100万美元的成本。除此之外,科技的迅猛增长发展正在为芳纶开辟着更多新的民用市场空间。据报道,目前,芳纶产品设计用于防弹衣、头盔等约占7~8%,航空公司航天工程材料、体育用材料大约占40%;轮胎骨架材料、传送带材料选择等方面大约占20%左右,还有一个高强绳索等方面大约占 13%。
芳纶的分类
芳纶纤维主要有对位芳纶纤维(PPTA)和间位芳纶纤维(PMIA)两大类,30多年来,芳纶纤维经历了从军用战略物资向民用物资的过渡,价格下降了近一半。目前,芳纶纤维无论在研究开发水平还是在规模化生产方面都越来越成熟。在芳纶生产领域,对位芳纶发展最快,生产能力主要集中在日本、美国和欧洲。芳纶纤维的品种包括 Nomex、 Conex、 Fenelon 纤维等。
芳纶的特性
01
良好的机械特性
间位芳纶纤维是一种柔性聚合物,其断裂强度高于普通聚酯、棉和尼龙等。伸长率大,手感柔软,可纺性好。可制成不同旦数和长度的短纤维和长丝,在通用纺织机械上用不同的纱线制成织物和无纺布。整理后可以满足不同领域防护服的要求。
02
优异的阻燃、耐热性能
间苯二甲酰胺的极限氧指数大于28,因此在离开火焰时不会继续燃烧。间位芳纶纤维的阻燃性能取决于其化学结构,是一种永久性阻燃纤维。偏聚芳酰胺具有良好的热稳定性,可在205 °C 连续使用,并且在高于205 °C 时仍能保持较高的强度,芳酰胺具有较高的分解温度,并且在高温条件下不会熔化,熔点下降,当温度大于370 °C 时才开始碳化。
03
稳定的化学性质
间位芳纶纤维在室温下具有优异的耐大部分化学品、大部分高浓度无机酸和良好的耐碱性。
04
耐辐射性
间位芳纶的耐辐射性能研究十分具有优异。
05
耐久性
经过100次水洗,芳纶织物的撕裂强力仍可达到原强力的85% 。