芳綸纖維,英文稱為“Aramid fiber”(杜邦公司的商品名Kevlar是芳綸纖維的一種,即對位芳綸),是一種新型的高科技合成纖維,具有超高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐酸堿、重量輕等優(yōu)異性能。其強(qiáng)度是鋼絲的5-6倍,模量是鋼絲或玻璃纖維的2-3倍,韌性是鋼絲的2倍。絕緣性能好,耐老化,使用壽命長。芳綸纖維的發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是材料領(lǐng)域一個非常重要的歷史進(jìn)程。
芳綸纖維是重要的國防建設(shè)軍工企業(yè)材料,為了能夠適應(yīng)中國現(xiàn)代信息戰(zhàn)爭的需要,目前,美、英等發(fā)達(dá)地區(qū)國家的防彈衣均為芳綸材質(zhì),芳綸防彈衣、頭盔的輕量化,有效方法提高了人民軍隊的快速進(jìn)行反應(yīng)分析能力和殺傷力。在海灣戰(zhàn)爭中,美、法飛機(jī)通過大量使用了芳綸復(fù)合結(jié)構(gòu)材料。除了軍事上的應(yīng)用外,現(xiàn)已可以作為研究一種具有高技術(shù)含量的纖維增強(qiáng)材料被廣泛學(xué)習(xí)應(yīng)用于我國航天大學(xué)航空、機(jī)電、建筑、汽車、體育文化用品等國民社會經(jīng)濟(jì)的各個管理方面。在航空、航天精神方面,芳綸由于生活質(zhì)量輕而強(qiáng)度高,節(jié)省了時間大量的動力燃料,據(jù)國外相關(guān)資料數(shù)據(jù)顯示,在宇宙飛船的發(fā)射工作過程中,每減輕1公斤的重量,意味著我們降低100萬美元的成本。除此之外,科技的迅猛增長發(fā)展正在為芳綸開辟著更多新的民用市場空間。據(jù)報道,目前,芳綸產(chǎn)品設(shè)計用于防彈衣、頭盔等約占7~8%,航空公司航天工程材料、體育用材料大約占40%;輪胎骨架材料、傳送帶材料選擇等方面大約占20%左右,還有一個高強(qiáng)繩索等方面大約占 13%。
芳綸的分類
芳綸纖維主要有對位芳綸纖維(PPTA)和間位芳綸纖維(PMIA)兩大類,30多年來,芳綸纖維經(jīng)歷了從軍用戰(zhàn)略物資向民用物資的過渡,價格下降了近一半。目前,芳綸纖維無論在研究開發(fā)水平還是在規(guī)模化生產(chǎn)方面都越來越成熟。在芳綸生產(chǎn)領(lǐng)域,對位芳綸發(fā)展最快,生產(chǎn)能力主要集中在日本、美國和歐洲。芳綸纖維的品種包括 Nomex、 Conex、 Fenelon 纖維等。
芳綸的特性
01
良好的機(jī)械特性
間位芳綸纖維是一種柔性聚合物,其斷裂強(qiáng)度高于普通聚酯、棉和尼龍等。伸長率大,手感柔軟,可紡性好??芍瞥刹煌?shù)和長度的短纖維和長絲,在通用紡織機(jī)械上用不同的紗線制成織物和無紡布。整理后可以滿足不同領(lǐng)域防護(hù)服的要求。
02
優(yōu)異的阻燃、耐熱性能
間苯二甲酰胺的極限氧指數(shù)大于28,因此在離開火焰時不會繼續(xù)燃燒。間位芳綸纖維的阻燃性能取決于其化學(xué)結(jié)構(gòu),是一種永久性阻燃纖維。偏聚芳酰胺具有良好的熱穩(wěn)定性,可在205 °C 連續(xù)使用,并且在高于205 °C 時仍能保持較高的強(qiáng)度,芳酰胺具有較高的分解溫度,并且在高溫條件下不會熔化,熔點(diǎn)下降,當(dāng)溫度大于370 °C 時才開始碳化。
03
穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)
間位芳綸纖維在室溫下具有優(yōu)異的耐大部分化學(xué)品、大部分高濃度無機(jī)酸和良好的耐堿性。
04
耐輻射性
間位芳綸的耐輻射性能研究十分具有優(yōu)異。
05
耐久性
經(jīng)過100次水洗,芳綸織物的撕裂強(qiáng)力仍可達(dá)到原強(qiáng)力的85% 。