【48812】科普：高功能纤维资料之芳纶

  资料是人类长叹出产的物质基础之一，资料的开发及运用给社会文明开展带来十分大的推动力。纤维是重要的高分子资料，不只在服饰方面，在装修和工业用纺织品方面也有十分广 泛的运用。

  跟着科学技术的开展与前进，新的纤维种类不断出现，特别是跟着航空航天，新能源，海洋，生物医学，通讯信息，军工等高科技工业的迅速开展。对纤维资料功能的要求渐渐的升高，也促进了对新式纤维的研讨与开发。

  上世纪 60 时代，杜邦公司的纺织纤维前沿实验室致力于低温溶液聚合进程的研讨， 开端的芳香族聚酰胺以高熔点、低结晶度和耐溶剂性为主要特征，以间位聚合物为主，1962年在此基础上完成了Nomex 的工业化，Nomex纤维的纺织功能与棉纤维类似，但因其优异的耐热和阻燃性而大范围的运用于消防服、高温过滤资料和电绝缘纸。尔后，制备一起具有优异才能耐燃性和力学功能的纤维，成为科学家们尽力的方针。其间， 各向异性芳香族聚酰胺的发现成为要害。1965年，美国杜邦公司的科学家又发现聚对苯甲酰胺聚合物溶液浓度在 10～15％时流动性变好，拌和时有乳光，彻底 不同于粘稠的各向同性溶液，用干喷湿纺法纺丝，无须通过拉伸就可得到高取向度的纤维， 通过热处理成为高强高模的耐高温纤维。 杜邦公司开端了液晶纺丝法制芳香族聚酰胺的工业化进程，1971 年建成年产 250 吨中试厂。从此以Kevlar为商品名的对位芳纶纤维开端欣欣向荣。帝人公司的 Twaron 纤维也属此类。

  对位芳纶纤维的开裂强度是24.86cN/dtex，是钢丝的5倍，尼龙、聚酯纤维和玻璃纤维的两倍；一起它的模量也很高，到达 537cN/dtex，是钢丝的两倍，高强聚酯的 4 倍，高强尼龙的 9 倍。高模型对位芳纶纤维的模量高达1200cN/dtex，开裂伸长十分低。

  作为高功能纺织纤维，比照强度有较高的要求。比强度运用抗拉强度和抗拉模量与密度之比，上图是几种芳纶和其他工业用纤维比强度的比较。

  对位芳纶纤维的玻璃化温度为 345℃，分化温度为 560℃，极限氧指数为 28～30。PPTA 纤 维的强度和初始模量随温度的升高而下降，但它在 300℃下的强度和模量比其他的惯例纤 维，如聚酯纤维、尼龙等，在常温下的功能还好。在干热空气下，180℃，48 小时的强度保 持率为 84%，400℃下为 50%，零强温度为 455℃。一起，它的耐低温功能也好，在-196℃ 下，Kevlar49 纤维不发脆，不分化。

  长期的周期性载荷会引起纤维的疲惫蠕变和强度下降，这对工业用纺织纤维十分重要。这也是芳纶纤维不耐紧缩疲惫的原因之一。对位芳纶纤维由于紧缩功能较差，所以耐疲惫问题较杰出。挑选纤维—橡胶复合资料为试样，进行曲折、拉伸、紧缩及剪切的疲惫实验， 然后测定帘线的强力坚持率，成果锦纶帘线％，而芳纶帘线 ％，芳纶—锦纶复合帘线％，明显芳纶帘线的耐疲惫功能较差。

  在吸收光谱中，芳纶在紫外线nm处有一个强的吸收峰，低而宽的吸收峰集中于 330nm 周围，这就造成了芳纶运用上的缺点。芳纶纤维不只须屏蔽紫外光，并且不行 露出于阳光中。芳纶在空气中吸收来自于太阳光的 300~400nm 波长的辐射，导致强力功能 严峻下降。关于纤维而言，这种影响和纤维的直径有关，由于纤维的表层在紫外光照耀后能 构成保护层，强度丢失能降到最低。回来搜狐，检查更加多