芳纶-21世纪重要材料之一芳纶是指以芳香族化合物为原料经缩聚纺丝制得的高科技合成纤维,全称为芳香族聚酰胺纤维,1974年,美国贸易联合会将其命名为“Aramid fiber”,简称AF。其定义是:至少有85%的酰胺键(-CONH-)直接与两个苯环中的碳原子相连接。芳纶和碳纤维、超高相对分子质量聚乙烯纤维一起统称为世界3大高性能纤维。 芳纶具有轻质、阻燃、耐温、绝缘、抗辐射、高强度、高弹性模量等优异特性;广泛应用于军事国防、安全防护、航空航天、环保、电子电气材料等领域。 芳纶的分类目前实现工业化生产的主要是间位芳纶(芳纶1313)和对位芳纶(芳纶1414)。间位芳纶(芳纶1313)的分子是由酰胺基团相互连接间位苯基所构成的锯齿形线型大分子。在它的晶体里氢键在2个平面上存在,如格子状排列,从而形成了氢桥的三维结构;对位芳纶(芳纶1414)的大分子结构是酰胺键连接在苯环的对位,形成一种近似刚性的直链结构,是一种主链型高分子液晶聚合物。两者化学结构相似,但性能差异较大,应用领域各有不同。 间位芳纶具有突出的耐高温、阻燃和绝缘性,主要应用于高温防护服、电绝缘和高温过滤等领域。对位芳纶则具有高强度高模量的特点,主要应用于个体防护、防弹装甲、力学橡胶制品、高强缆绳、石棉替代品等 芳纶的主要性能特点芳纶具有轻质、阻燃、耐温、绝缘、抗辐射、高强度、高弹性模量等优异特性;广泛应用于军事国防、安全防护、航空航天、环保、电子电气材料等领域。 1、力学性能对位芳纶最显著的特性是高强度、高模量,其强度大于25克/旦,是优质钢材的5~6倍、玻纤的3倍、高强尼龙工业丝的2倍;模量是优质钢材或玻璃纤维的2~3倍、高强尼龙工业丝的10倍;韧性是钢丝的2倍。另外芳纶纤维重量轻,其重量仅为钢丝的1/5左右。 2、耐热性能芳纶纤维具有长久的热稳定性,芳纶1313在130℃时强度几乎无损失,可以在220℃使用十年以上,在260℃高温下100小时,机械强度仍保持原来的65%,400℃左右开始碳化而不熔融。芳纶1414的耐热性更胜芳纶1313一筹,在150℃下的收缩率为0,在560℃的高温下不分解不熔融。而锦纶和聚酯的强力和模量均随温度的升高而下降。各纤维材料的热性能指标如下表所示。 3、阻燃性能通常空气中氧气含量为21%,而芳纶1313的极限氧指数大于28%,芳纶1414的极限氧指数在30%左右,属于难燃纤维,所以不会在空气中燃烧,也不助燃,有自熄性,不产生熔滴,遇到极高温度时,纤维会迅速膨胀碳化,形成特有的绝热层,能阻挡外部的热量传入内部,起到有效的保护作用。这种源于本身分子结构的固有特性使芳纶永久阻燃,具有“防火纤维”之美称。 4、耐化学腐蚀性能芳纶纤维具有优良的耐化学腐蚀性能,通常只有把芳纶长时间暴露在浓度相对高的酸或碱溶液中,才会对芳纶的性能产生显著影响。并且,芳纶对霉菌或锈蚀不敏感。 5、电绝缘性芳纶纤维电导率很低,而且由于纤维吸湿性较差,使其在高低温和高低湿度环境中均可以保持优良的电绝缘性能。用芳纶1313制备的绝缘纸耐击穿电压可达到100kV/mm。芳纶1414的电阻达到5×1014Ω/cm。由于出色的电绝缘性能,使其在电子电气领域有着很好的应用前景。 除以上介绍的性能之外,芳纶帘线还具有较好的抗老化性、耐磨性以及耐辐射性能等。作为一类高性能材料,芳纶的优异性能在不同的领域被开发应用。 上一篇众翼生产的阻燃缝纫线
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