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1、聚對苯二甲酰對苯二胺纖維復合1104鄒學敏、簡介聚對苯二甲酰對苯二胺
2、oly-p-phenyleneterephthamide對苯二胺與對苯二甲酰氯縮合聚合而成的全對位聚芳酰胺,中國稱芳綸,aOn和KevQ兩種牌的商品纖維市場占有率最大結構為N二、生產前景·芳綸是重要的國防軍工材料,為了適應現(xiàn)代戰(zhàn)爭的需要目前,美、英等發(fā)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(zhàn)爭中,美、法飛機大量使用了芳綸復合材料。除的軍事上應用外,現(xiàn)已作為一種高技術含量的纖維材料被廣
3、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,芳綸由于質量輕而強度高,節(jié)省了大量的動力燃料,據國外資料顯示,在字宙飛船的發(fā)射過程中,每減輕1kg的重量,意味著降低100萬美元的成本、生產前景·除此之外,科技的迅猛發(fā)展正在為芳綸開辟著更多新的民用空間。據報道,目前,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%據有關部門統(tǒng)計,芳綸纖維全世界總需求量在2019年為36萬
4、噸/年,而在2019年將達到50萬噸/年。全球對芳綸的需求呈現(xiàn)不斷增長的態(tài)勢,芳綸作為一種新興的高性能纖維進入了飛速發(fā)展的時期。我國情況近年來我國高性能芳綸研究與開發(fā)進展正在建設的PPTA生產企業(yè)如表2所示表2正在建設的PPTA生產企業(yè)Tab2PPTAproductionenterprisesunderconstruction公司名稱廠址產能/t技術支持中石化儀征化纖上海300東華大學河北硅谷化工邯鄲300晨光研究所四川金路集團成都500晨光研究所煙臺氨綸總廠煙臺東華大學廣東彩艷股份有限公司新會自行研發(fā)河南神馬
5、簾子線有限公司平頂山三、結構與性能·具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)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℃C下,不分解,不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能,具有很長的生命周期。我們重點看一下特沃倫(Twaron)纖維的結構和性質Twaron纖維的性能,其強度主要取決于聚合物的分子量和分子量分布及其結晶程度。影響上述這些性質的參數(shù)有許多。通過提高紡絲原液中的聚合物濃度,就可以在濕紡加工過程中提高纖維中鏈狀分子的
6、取向度,從而使纖維獲得較高的強度。原則上,較高的分子量也可以提高纖維的強度值。目前標準長絲的聚合度為75~80,其相應的分子量為18000~190。這些Twaron纖維均為高結晶性纖維表1為Twaron纖維與其他增強纖維材料的主要性能的比較結果表各種主要增強纖疰的性質比較性能標準高模量人造絲聚酯纖維鋼絲碳纖維碳纖維E型玻TwarnTwan66(高度)(高模量)璃纖維密度gm).441.451.531.141.387.851.781.832.58分解溫度港50502025160370370853度(℃)強度mN/
7、ex)210021005208308403019101230780起始模量/ex)60125102019425628斷裂州長率(%)3.62.513.020.013.51.91.40.52.0正湖率(%)00耐熱性(%0)09045510010010095(1)各種有機纖維與鋼絲和玻璃纖維相比密度低,這是它們用于輕質構件的優(yōu)點之(2)與鋼纖維、玻璃纖維和碳纖維相比,有機纖維的缺點是溶點和分解溫度較低,這至少在高溫用途方面是這樣。然而Taron纖維的使用價值很高,這是因為它們可耐受各種加工溫度。此外可滿足Twar
8、on纖維較高的加熱性能的用途卻十分有限。(3)纖維的斷裂強度是與其質量相關的一種強度數(shù)值,該數(shù)值可由(常用的)與體積相關的抗拉強度除以密度的方法計算得出。這種比強度度系數(shù)很可能是用來解釋唯一性的最重要的性質。新近開發(fā)出的Twaron纖維的強度值超出目前標準Twaron纖維的強度值20%以上(4)Twaron纖維的斷裂伸2500PPTA纖維長率比各種傳統(tǒng)的有機纖2000碳纖維的小,但比鋼纖維、玻璃纖維和碳纖維的要大這一點有時是優(yōu)點而有時則是缺點,這要視纖維的玻璃纖維癬纖琴酰膠用途而定人造糾伸長率(%圖6各種增強材
9、料的性質比較(5)圖6中各種增強纖維的抗拉強度曲線表明aron纖維是一種高強度纖維,其拉伸模量非常高但比碳纖維的拉伸模量要低圖中各種維的比強度和比模量數(shù)值均說明了Tvaro維是一種性能極好的輕型增強材料的原因7)盡管Twaron纖維的壓縮模量與拉伸模量相等,但其軸向抗壓強度卻僅為其抗拉強度的1/5(8)Twaron纖維的缺點是抗紫外線照射的能力比較低。對戶外用途而言必須實施抗紫2000
