芳砜纶纤维性能与应用
上海芳砜纶短纤维标准
上海芳砜纶短纤维标准
上海芳砜纶短纤维是一种高性能的工业纤维，由上海锦华化纤有
限公司研发生产。
该短纤维具有很高的强度、耐磨、耐酸碱、耐高温、抗紫外线等优异性能，被广泛应用于汽车制造、航空航天、水利水电、建筑材料、防弹材料等领域。
为了规范芳砜纶短纤维的生产、质量、使用等方面，上海锦华化
纤有限公司制定了一系列的行业标准，被称为上海芳砜纶短纤维标准。
以下是针对该标准的介绍：
一、标准名称
上海芳砜纶短纤维标准（SJ/T 11555-2016）
二、适用范围
该标准适用于芳砜纶短纤维的生产、质量检测、使用等环节。
其中，芳砜纶指的是聚芳酰胺类化学品，纤维长度在0.5～10毫米之间，单纤维直径为10～30微米的工业纤维。
三、主要内容
1. 定义了芳砜纶短纤维的术语和名称，如单根纤维直径、纤维
长度、干燥收缩率、断裂强度等。
2. 规定了短纤维的外观质量和物理性能的检测方法和标准，如
短纤维的长度分布、湿热性能、抽搐性能、燃烧性能等。
3. 文章还规定了芳砜纶短纤维的包装、标志、运输、存储等方
面的要求，以确保产品的质量和安全性。
四、主要意义
制定上海芳砜纶短纤维标准，有利于规范该类工业纤维的生产和
使用，提升产品的质量和可靠性，增强市场竞争力。
此外，该标准的
实施也可以加强企业之间的合作、交流，推动芳砜纶短纤维产业的发
展和创新。
高性能增强材料——芳纶纤维
高性能增强材料——芳纶纤维安源摘要: 芳族聚酰胺纤维由美国杜邦公司于20世纪60年代首先开发并最早实现工业化生产。
该产品可以用做增强材料。
介绍芳族聚酰胺纤维的发展、性能、制备及其应用。
关键词：芳纶；性能；制备；应用1 概述增强材料就像树木中的纤维，混凝土中的钢筋一样，是复合材料的重要组成部分，并起到非常重要的作用。
它不仅能使材料显示出较高的抗张强度和刚度，而且能减少收缩，提高热变形温度和低温冲击强度等。
复合材料的性能在很大程度上取决于纤维的性能、含量及使用状态。
例如在纤维增强复合材料中，纤维是承受载荷的组元，纤维的力学性能决定了复合材料的性能。
芳纶是芳族聚酰胺纤维的通称,主要分为聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维(芳纶1414)和聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)纤维(芳纶1313)。
美国杜邦公司于20世纪60年代首先开发出芳纶1313和芳纶1414 ,并最早实现工业化生产(商品名分别为Nomex和Kevlar)。
1987年推出了KevlarHT、Kevlar68和Kevlar149。
1986年荷兰阿克苏(Akzo)公司生产出Twaron纤维; 1987年日本帝人公司生产出Technora纤维。
而中国于1972年开始进行芳纶的研制工作,并于1981年通过芳纶14的践定,1985年又通过芳纶1414的鉴定,它们分别相当于美国杜邦公司的Kevlar29和Kevlar49。
2 全球芳纶纤维的发展概况全球芳纶纤维产能主要集中在日本、美国和欧洲，生产芳纶纤维的公司也较为集中，目前全球从事芳纶纤维生产的厂家主要有５个：美国杜邦公司（Kevlar）、日本帝人公司（Twaron、Technora）、俄罗斯卡明斯克化纤股份公司（SVM、Apmoc、Rusar）和特威尔化纤股份公司（SVM、Apmoc）、韩国科隆公司（Kolon），其他国家或公司仅有少量生产。
2009年，全球芳纶纤维生产能力约9.51万t／a，其中对位芳纶纤维产能约6.61万t／ａ，杜邦和帝人二家公司产能合计6.15万t／ａ，占对位芳纶纤维产能的93%；间位芳纶纤维的产能约为2.9万t／ａ，主要的生产公司仍为杜邦公司，产能为全球总产能的75%以上。
芳砜纶的热稳定性分析
第31卷第2期2005年4月东华大学学报(自然科学版)JOURNAL OF DONGH UA UNIVERSITYV ol.31,No.2Apr.2005*芳砜纶的热稳定性分析叶健青1,张玉华2,任加荣2,汪晓峰2,朱苏康1(1.东华大学纺织学院,上海,200051;2.上海合成纤维研究所,上海,200082)摘要 芳砜纶(PSA )是一种耐高温材料。
对于耐高温材料,了解它们的热稳定性,具有十分重要的意义。
这里在T GA 和DSC 实验测试的基础上,对芳砜纶在持续升温条件下的热降解行为进行分析与研究。
关键词:芳砜纶,热稳定性,热分解中图分类号:T Q 340随着工业文明的不断进步,在高温环境下工作的材料越来越受到人们的关注。
对它们的性能要求,尤其是受热状态下的各项性能,也不断地在提升。
同时,随着测试科学与技术的发展,对材料的热学性能的描述与报道将更加具体与规范。
热稳定性能是材料在受热与持续升温条件下各项物理与化学性能稳定性的综合表述,是耐高温材料的一项重要性能参数。
这里将通过热重分析法(T GA )和差示扫描量热法(DSC)测试并分析芳砜纶(PSA)热稳定性[1]。
从而为开发芳砜纶的各种耐高温材料提供依据。
1 芳砜纶概述芳砜纶(PSA),其化学名称为对苯二甲酰3,3 ,4,4 二氨基二苯砜共聚纤维,亦称聚芳砜酰胺纤维[2],其聚合物单体的一般结构式如下:这是一种在高分子主链上含有砜基( SO 2 )的芳香族聚酰胺纤维。
从分子结构分析,由于聚芳砜分子主链上的硫原子处于最高氧化状态,芳香环又难以氧化,因此PSA 的耐热能力很高,且耐热氧性十分突出。
聚芳砜酰胺是一种三元无规共聚物。
系由3/4摩尔的4,4 二氨基二苯砜与1/4摩尔的3,3 二氨基二苯砜和等摩尔的对苯二甲酰氯,在溶剂DMAc (二甲基乙酰胺)中,采取低温溶液缩聚制得。
所得树脂溶液经氧化钙中和、过滤脱泡后,在含有CaCl 2 DMAc H 2O 三元体系的凝固浴中湿法纺丝成形。
芳砜纶芳纶1313混纺纱的性能研究
ＣｏБайду номын сангаасｏｎ Ｔｅｘ ｉ ｔ ｔｌ Ｔｅｃ ｅ ｈｎｏｌ ｏｇｙ
第３ ９卷
第 ４期
２１ ０ １年 ４月
芳 砜 纶 芳 纶 １１ ３ ３混 纺 纱 的 性 能 研 究
陈振 宏 李 瑞 洲 李 向 红
（ 北科技大学 ） 河
摘 要 ： 研 究芳砜 纶芳纶 １１ ３ ３混纺纱的性能 。测试并分析 了芳砜纶 纤维的摩 擦性能和拉 伸断裂性 能， 并
为突 出 ， 毛 羽 多 ， 而 影 响 成 纱 质 量 。本 文 长 从
的缩 聚 物 制 成 ， 内 商 品 名 为 特 安 纶 （ Ｔ Ｎ 国 Ａ — Ｌ Ｎ） 其 大 分 子 链 结 构 中既 有 对 位 又 有 间位 结 Ｏ ， 构， 分子 骨架结 构稳定 规 整 ， 维具有 较 高的结 晶 纤 度 和取 向度 。 同时 ， 纤维 分 子 结 构 中酰 胺 基 等极 性基 团的存 在 提 高 了纤 维 的 吸湿 性 ， 准 状态 下 标
ｎｅＳＳ
芳砜 纶 ， 即聚 砜 基 酰 胺 （Ｐ ｌ ｕ ｏ ａ ｉｅ 纤 ｏ ｓｌ ｎ ｍ ｄ ） ｙ ｆ 维 ， 名为 聚苯砜 对 苯 二 甲酰 胺 纤 维 ， ４ ４ 二 学 由 ，一
氨 基 二 苯 砜 、 ， 一 氨 基 二 苯 砜 和 对 苯 二 甲 酰 氯 ３３ 二
在 纺 纱 过 程 中 的 主 要 问 题 表 现 为 ： 维 间 的抱 合 纤 力 较 小 、 纱 困 难 、 纱 强 力 比 较 低 ， 纱 毛 羽 尤 成 成 成
（ ｂ ｉＵ ｉｅｓ ｙｏ ｃｅ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ Ｈｅ ｅ ｎｖ ｒｉ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ） ｔ
Ａ ｂｓｒ ｃ Ｐｒ ｐ ｒｙ ｐ ｌｓ ｆｎａ ｄｅＡｒ ｍｉ ３１ ｌｎｄ ｄ ｙ ｒ ｒ ｔ ｉｄ． Ｐ０ｙ ｕｌ０ ａ ｄｅｆｉｔｏ ｎ ｔｅ ｇｈ ｔａ ｔ ｏ ｅ ｔ ０ｙ ｕｌ ｂ ｍｉ ａ ｄ １ ３ ｂｅ ｅ ａ ｎ ｗｅ ｅ ｓｕｄｅ ｌｓ ｆ ｎ ｍｉ ｒｃ ｉｎ ａ ｄ ｓｒ ｎ ｔ ＆ ｅｏ ｇ ｔｏ ｒ ｔｓｅ ａ ｄ ａｎ ｌ ｓ ｄ， ｃ ｏｄｉｇ ｔ ｙ ｒ ｉ ａ ａ ｐｌ ｔｏ ｎｄ ｒ ｐｅｔ ｄ ｍａ ｄｓ。 ａ ｎｓ ｔ ｄｆｅ ｅ ｔ ｌ ｎ ａｉ ｎ ｗｅ ｅ ｅ ｔｄ ｎ ａｙ ｅ ａ ｃ ｒ ｎ ｏ ａｎ ｆｎ ｌ ｐ ｉ ｉｎ ａ ｐ ｏ ｒｙ ｅ ｎ ｃａ ｙ ｒ ｗｉｈ ｉ ｒ ｎ
芳砜纶性能及其应用
三、芳砜纶的应用
2.过滤材料
芳砜纶是制作袋式除尘器配套滤袋的优良材料， 其不仅具有良好的耐热性，而且还具有优良的抗热氧 老化的稳定性，热收缩小，热保持良好的尺寸稳定性， 以及良好的抗酸性能等，可在230℃以内长期使用， 非常适用于高温滤料，价格相对P84、PPS、Nomex也 较便宜。 芳砜纶纤维的摩擦系数小，用其制成的滤袋，清 灰容易。 由于芳砜纶耐温较高，可与聚四氟乙烯（固化温 度260℃）热压粘合制成过滤效果好且稳定的覆膜滤 料。
芳砜纶的性质
芳砜纶的性质
3. 其他性能 芳砜纶除了具有优良的耐热性、热稳定性、高温尺寸稳定 性、阻燃性、舒适性外，还具有良好的电绝缘性能、物理机 械性能及化学稳定性等。
芳砜纶的应用 1.防护制品
采用芳砜纶特种纤维加工而成的面料、服装．具有永 久的防火隔热功能，在高温高湿等恶劣气候条件下始终 能保持足够的强度和服用性能遇火及高温下不会产生融 滴，面料尺寸稳定，不会强烈收缩或破裂；具有耐磨损、 抗撕裂、重量轻和穿着舒适等综合特性。因此，芳砜纶 新型防护制品不仅可作为特种军服被大量使用，更被广 泛使用于各类宇航服、消防服、警用镇暴服、赛车服、 石油化工防火工作服、森林工作服和电工服等众多行业 的专业服装及其配套产品，同时也在宾馆用纺织品及救 生通道、防火毯、防火手套、儿童睡衣及床上用品等一 般民用市场上占据一席之地。
芳砜纶的应用 4.蜂窝结构材料
芳砜纶的蜂窝结构材料可在飞机夹层材料、赛 艇夹层材料、隔音隔热和白熄材料、护墙材料、复 合材料等方面广泛应用。蜂窝结构具有良好的经强 度和比刚度，同时具有热交换作用、隔热作用和冲 击吸收作用。 与铝蜂窝相比，芳砜纶蜂窝材料发生局部屈曲 的几率要小得多，因为蜂窝的壁相对要厚一些。另 外．因为芳砜纶材料不导电，不存在接触腐蚀的问 题。但是和其它芳纶产品一样．它不能抵抗紫外线 的侵蚀，使用时外部通常需要覆有面板。起到一定 的防护作用。
芳砜纶的特点
与Nomex相比，芳砜纶表出更优异的耐热性和热稳定性，芳砜纶在250℃和300℃时的强度保持率分别为70％、50％，比芳纶1313纤维（Nomex）高5～10个百分点，即使在350℃的高温下，依然保持38％的强度，而此时芳纶1313纤维已遭破坏。芳砜纶在250℃和300℃热空气中处理100小时后的强度保持率分别为90％和80％，而在相同条件下芳纶1313纤维仅为78％和60％。可见，芳砜纶的耐热性和热稳定性优于芳纶1313纤维，可在200℃的温度下长期使用。
与Nomex相比，芳砜纶具有良好的染色性能。一般情况下芳纶1313纤维不可染，只有在加入一种有毒载体后可勉强上色，杜邦为此开发了有色纤维，不但色彩较少，而且价格非常昂贵，这严重制约了它在防护服上的应用。而芳砜纶纤维在常规的高温高压条件下即可染色，面料的后整理成本较低，在防护领域的应用十分适合。
芳砜纶纤维的热收缩性非常小。在 250 ℃以下的干燥热空气中收缩几乎为零；在 300 ℃干燥热空气中，处理 2 小时后，收缩小于 2%
。以后较长的放置在该温度下对纤维长度基本上没有影响。湿和热的作用使纤维内部的压力减小，由此引起的收缩率要高于在同样温度下干热条件下的收缩率。
2.4 芳砜纶纤维的阻燃性
TANLON ）。作为高科技的基础材料，芳砜纶形成规模化生产后，将有力促进如高性能绝缘纸等复合高性能材料等下游高科技产业链的发展。
2 芳砜纶纤维的化学、物理机械性能
聚砜酰胺纤维（ Polysulfonamide fiber ）简称芳砜纶（ PSA ），是一种在高分子主链上含有砜基（ -SO 2 -
模量（公斤 / 毫米 2 ）
760
回潮率（ % ） RH65%20-25 ℃
6.28
比重（克 / 厘米 3 ）
芳砜纶纤维原料对其成纱及织物性能的影响
１ １ 实验原 料 ．
４ ｅ ８ｔｘ纱线一 绕纱 一浆纱 一 穿综 一 穿筘 一 整经一
设 置参数一 织造 。 由于在 织造 过程 中芳砜纶 纱线 的静 电现 象 十分 严
本实验 所 用 原 料 由 特安 纶 公 司提 供 的芳 砜 纶 长 丝， 细度是 １ ６ ｔｘ ． ７ｄｅ 。 将芳砜 纶 长丝 切 断成 不 同 的纤 维 长 度 ， 别 为 ： 分
化 不 大 ， 维 长度 过 长 ， 纤 则成 纱 条 干 明 显 恶 化 。 芳砜 纶 织 物 的 撕 破 性 能 变 化 与 成 纱 拉 伸 性 变化 趋 势 类 似 。芳 砜 纶 成 品 性
能 最佳 时 纤维 长 度 为 ５ ｌ。 ２Ｉ Ｔ ｎＩ
关键词 ： 芳砜 纶 ； 维 长度 ； 纱性 能 ； 纤 成 织物 性 能 中圈 分 类 号 ： １２ ５ ＴｓＯ ． 文献标识码 ： Ｂ
行 纺纱对 比， 并对不 同长度芳砜 纶纤维纱织物的性能进 行对比得 出： 在纱支一定时， 芳砜 纶纱及 织物的拉伸性能随纤维长 度增 加 而增 加 ； 纤维 超 过 一 定 长 度后 拉 伸 性 能 下 降 ， 纱毛 羽 则 是 先 减 少后 增 加 。成 纱条 干 在 一 定 的 纤 维 长度 范 围 内， 成 变
芳砜纶混纺防护服织物的设计及性能研究
纤纺广角Foreign Views纺织纤维材料是纺织半成品和由其制成的产品的基本元素。
它们对于产品性能至关重要。
基于分子和超分子结构，并确保最佳的合成和纤维形成过程，可生产出具有量身定制特性的高品质纤维材料，例如芳砜纶就是一种具有自主知识产权的国产化高性能纤维，十分适用于通用防护服，特别是消防防护服和医疗防护服的制作。
1 引言“防护纺织品”被集体用于特定工作环境中必不可少的纺织品和服装，无论是在实验室、医院、战场、救援还是工业应用中。
这些纺织品和服装通常侧重于功能方面，而不是美学方面。
这些防护服的最新趋势包括针对特定最终用途的坚固、轻巧和安全的产品。
纺织纤维材料是纺织半成品和由其制成的产品的基本元素。
它们对于产品性能至关重要。
基于分子和超分子结构，并确保最佳的合成和纤维形成过程，可生产出具有量身定制特性的高品质纤维材料，例如芳砜纶就是一种具有自主知识产权的国产化高性能纤维，十分适用于通用防护服，特别是消防防护服和医疗防护服的制作。
本文通过现阶段国内防护服的需求分析，设计了一种全新的芳砜纶混纺防护服织物，对其原料设计和组织设计加以论述，并探讨了这种芳砜纶混纺防护服织物的性能特点，为我国未来防护服的生产提供一定的参考。
芳砜纶混纺防护服织物的设计及性能研究文/丁杰赵永钢袁敏摘要：现代社会，无论是医疗和化工研究，还是在灾害应急救援中，防护服都为穿着者提供了足够的安全保障。
但是，现阶段的防护服受限于纺织面料，或多或少都存在一定的缺陷，例如，防护性不够、舒适性差；阻燃性不高等。
芳砜纶纤维能够很好地解决上述问题，是防护服的首选材料之一。
考虑到芳砜纶的特定机械、卫生和防护性能，以及其积极的可持续性，可以预期芳砜纶纤维在防护服领域的作用将日益增强。
然而，单纯的芳砜纶纤维的撕破强力和阻燃力相对较差，因此，需要开发一种更加合适的防护服材料。
本文正是据此出发，设计了一种全新的芳砜纶混纺防护服织物，并对其舒适性、拉伸性和阻燃性进行了测试研究。
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Polyimide
优良的耐水解性能
120
Temp.=100℃酸催化环境
芳砜纶纤维与PI纤维在 100℃、 1%酸催化条件 下长时间水解性能的比 较，两种纤维的强力保持 率基本相当，30小时后强 力保持率仍在60%以上。
100 强力保持率/% 80 60 40
mg/Nm³ ＜30 ℃ m³ 2012年1月 200-240
应用案例
名称 单位 兴城特钢 高炉煤气
玻纤+PSA 玻纤 0.6 130*5700 1200 50 200-240 2011年10月至今
/h 处理风量 m³ 滤料材质 基布 过滤风速 m/min 滤袋规格 Mm 滤袋数量 条 入口浓度 g/Nm³ 使用温度 ℃ 过滤面积 m³ 运行时间
热收缩率/%
1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 PSA 芳纶 Kermel PI PPS*
优异的耐酸腐蚀性能
120
Temp.=85℃ pH=0
在85℃，PH=0（酸 性）强酸条件下，PSA 纤维与PI纤维的强力保 持率基本一致，表明两 种纤维耐酸能力不相上 下。
Polyimide
100
基地
1973年
上海纺织科 学研究院开 始研发
纤维小试生 产线
了解芳砜纶
芳砜纶是我国自行研制成功，拥有全部核心专利，具有自主知识 产权的有机耐高温纤维
芳砜纶具有特殊的分子结构，由25%间位结构和75%对位结构组成 ，并在主链上加入砜基(-SO2-)，在高温条件下更不易被破坏
芳砜纶属于芳香族聚酰胺纤维类，学名为聚苯砜对苯二甲酰胺纤 维,简称PSA 芳砜纶纤维力学性能与间位芳纶纤维相近，但耐热性、热稳定性、 阻燃性能等更为优异
强力保持率/%
80 60 40 20 0 0 10 20 30 时间/h 40
PSA
Kermel
50
60
优良耐碱腐蚀性能
Temp.=85℃ pH=14
140
强力保持率/%
在85℃、PH=14（碱 性）的环境下长期处 理，PSA纤维所表现出 的耐碱性能要明显优于 PI纤维。
120 100பைடு நூலகம்
PSA
Kermel
排放浓度 mg/Nm³ ＜20
谢谢
PSA优良的耐温性能
300
芳砜纶纤维长期使用温 度为250℃，瞬间使用 温度为300℃。其使用 温度较PTFE纤维略低， 高于其他PPS、间位芳 纶和PI纤维的使用温度。
*瞬间使用温度为2小时以内
250 200 温度 /℃ 150 100
190
204
240
250
260
50
0 PPS m-Aramid PI PSA PTFE
芳 砜 纶 纤 维 性 能 与 应 用
制作人：沈川
2014/9/1
芳砜纶成长历程
2006年 2005年 2003年
完成产业化关 启动1000吨 新型耐高温纤 维产业化项目 键技术研究， 合计投入2000 万元
2008年
20世纪 80年代
建成聚合、
建成高性能纤 维产业化研究
的一期工程，
一期投入1.76 亿
5184 ＜130 ＜30 ≤260 15000 2010.5-至今
应用案例
名称
滤料材质 基布 过滤风速 m/min 滤袋规格 mm 滤袋数量 条 入口浓度 g/Nm³ 使用温度 ℃ 过滤面积 m³ 运行时间 2011年4月至今
单位
岳阳某水泥厂 900000
PTFE+芳砜纶 PTFE 0.8 160*6000 5530 80 200-240
10640 2014.1
排放浓度 mg/Nm³ ＜20
应用案例
名称 处理风量 滤料材质 基布
过滤风速 滤袋规格 滤袋数量 入口浓度 排放浓度 使用温度 过滤面积 运行时间 m/min mm 条 g/Nm³
单位 m³ /h
常德某水泥厂 780000 芳纶+芳砜纶+P84 PTFE
0.8 160*7500 5590 60
Polyimide
PSA
20
0 0 5 10 15 时间/h 20 25 30
PSA广泛应用的领域
客户实际应用案例(三维丝)
可靠高效推荐
芳砜纶耐高温纤维作为 水泥滤料新元素， 通过与不同材料合理搭 配，辅以先进的后 处理技术，滤料安全高 效、性价比突出， 赋予水泥除尘更多解决 方案。
聚酰 亚胺 玻璃 纤维
/h 处理风量 m³
排放浓度 mg/Nm³ ＜30
应用案例
名称 滤料材质 基布 过滤风速 m/min 单位 山铝水泥 550000 芳砜纶+玻纤 80支玻纤 0.86 /h 处理风量 m³
滤袋规格 mm 滤袋数量 条 入口浓度 g/Nm³ 使用温度 ℃
过滤面积 m³ 运行时间
160*7000 3024 80 ≤200
优良的耐热收缩性能
芳砜纶纤维具有优异高 温尺寸稳定性，在 250℃ × 30min的干 热收缩率测试比较中， 芳砜纶纤维的热收缩率 不到0.2%，而PI纤维的 热收缩率接近0.8%。
*其中PPS测试条件为160℃ × 30min
250℃,30min干热收缩率比较（*PPS为160℃,30min）
1.6 1.4
芳砜纶 聚四 氟乙 烯
芳纶
应用案例
名称
处理风量 滤料材质 基布 过滤风速 m/min
单位
m³/h
5000T/d窑尾除尘
980000 P84/PSA 复合滤料 PTFE 0.97
滤袋规格
滤袋数量 入口浓度 排放浓度 使用温度 过滤面积 运行时间 条 g/Nm³ mg/Nm ³ ℃ m³
160×6000mm