生活中的高性能纖維 ——芳綸纖維

發布日期：2019-08-01 作者：點擊：

芳綸是一種新型高科技合成纖維，全稱為"聚苯二甲酰苯二胺"，英文為Aramid fiber（帝人芳綸的商品名為 Twaron 杜邦公司的商品名為Kevlar即大家熟知的凱夫拉）,具有高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕、絕緣、抗老化、生命周期長等優良性能，其強度是鋼絲的 5～6倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的2～3倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量僅為鋼絲的1/5左右，在560度的溫度下，不分解，不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能.

芳綸中含實用價值的品種有兩個，一是間位芳綸，我國命之為芳綸1313；二是對位芳綸，我國命之為芳綸1414。兩者化學結構相似，但性能差異卻很大，應用領域各有不同。芳綸1313以其出色的耐高溫絕緣性，成為高品質功能性纖維的一種，而芳綸1414極好的力學性能使之在高性能纖維中占據著重要核心地位。

生產工藝

以帝人芳綸Twaron為例：

Twaron的生產需要三種工藝：聚合、長絲紡絲和絲束紡紗。

聚合

在第一階段，先將單體紡成密實的細粒聚合物粉末。該物料具有對位芳綸的主要熱性能和化學特性。然而，其不具備紗線或紙漿的強化特性。這種細粉末可用于增強塑料組分的特性。

紡絲

第二階段將聚合物溶在硫酸中，生成一種液晶溶液。隨后該溶液紡入細長絲中，每根絲的直徑為12μm。絲的結構為100%亞晶狀，分子鏈與纖維軸平行。正式這種高趨向性分布使Twaron長絲具有各種優異的特性。

短纖

為生產人造短纖維或短切纖維，現將紗線進行起皺處理，然后再利用整理劑進行處理。干燥后，將纖維切割成目標長度，然后包裝。

紡成漿粕

為生產紙漿，首先切割紗線，然后使紗線懸浮在水中進行纖維化處理。然后直接包裝并作為濕紙漿出售，或經過脫水干燥并作為干紙漿待售。

對位芳綸纖維是重要的國防軍工材料，位列三大高性能材料之一，其產業化進程對我國國防建設、主導型工業項目具有至關重要的影響。為了適應現代戰爭的需要，目前，美、英等發達國家的防彈衣均為芳綸材質，芳綸防彈衣、頭盔的輕量化，有效提高了軍隊的快速反應能力和殺傷力。在海灣戰爭中，美、法飛機大量使用了芳綸復合材料。除了軍事上的應用外，現已作為一種高技術含量的纖維材料被廣泛應用于航天航空、機電、建筑、汽車、體育用品等國民經濟的各個方面。在航空、航天方面，對位芳綸由于質量輕而強度高，節省了大量的動力燃料，據國外資料顯示，在宇宙飛船的發射過程中，每減輕1公斤的重量，意味著降低100萬美元的成本。除此之外，科技的迅猛發展正在為芳綸開辟著更多新的民用空間。據報道，目前，對位芳綸產品用于防彈衣、頭盔等約占7～8%，航空航天材料、體育用材料大約占40%；輪胎骨架材料、傳送帶材料等方面大約占20%左右，還有高強繩索等方面大約占 13%，輪胎業也開始大量使用芳綸簾線來減輕重量，減少滾動阻力。

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芳綸紗線