芳纶布的种类及特性
芳纶介绍、分类、形态及其合成、加工与应用
芳纶介绍、分类、形态及其合成、加工与应用摘要：本文对芳纶的品种、合成及加工方法、应用做了一个简要的介绍，并对不同品种的芳纶、及芳纶的不同合成及加工方法做了一个简单的对比。
对芳纶的加工类型提出一种分级的方法，并通过这种方法对芳纶的加工及应用进行描述及分析。
关键词：芳纶、液晶、合成、加工、分级理论、应用Aramid and its Synthesis、Process、ApplicationAbstract：This paper introduces several kind of aramids,and their synthesis and processing methods. To study process of aramid better, A theory of classification is put forward.Process type of aramid is divided three kinds.By this method,we also introduce the application of aramid.Keyword：Aramid、Liquid Crystal、Synthesis、Process、A Theory of Classification、Application前言芳纶是一种新型高科技合成材料，是芳香族聚酰胺的统称。
相对于尼龙6、尼龙66等普通聚酰胺材料，因为分子链上相对较为柔软的碳链为刚性的苯环结构所代替。
芳香族聚酰材料其结构的特性，呈现溶致液晶性，是一种重要的主链型高分子液晶，因此芳纶具有超高强度、高模量和耐高温等优良性能。
芳纶目前已被广泛应用于国防军工、及航天航空、机电、建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个方面。
如芳纶防弹衣、头盔，宇宙飞船、飞机等基体材料等等。
据估计，芳纶产品用于防弹衣、头盔等约占7～8%，航空航天材料、体育用材料大约占40%；轮胎骨架材料、传送带材料等方面大约占20%左右，还有高强绳索等方面大约占13%。
芳纶
化学稳定性好 耐辐射性
芳纶1313的用途 的用途 芳纶
主要用于制作防火和耐高温材料 用于宇航、 用于宇航、航空以及其他工业部 门 制作高温和腐蚀性气体的过滤介 质 电机工业上不可多得的绝缘材料
芳纶1414 芳纶
芳纶1414化学名称为聚对苯二甲酰对苯二胺， 商品名 凯芙拉（Kevler）。 具有超刚硬分子链、超高分子量，是问世最早 的高性能纤维，其后又不断根据性能要求特点， 开发生产Kevlar29、Kevlar49等多种不同规 格产品。
目录
芳纶简介（结构，生产） 芳纶的主要品种 芳纶1313生产，特点与运用 芳纶1414生产，特点与运用
芳纶的简介
芳纶全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”,由美国杜 邦公司首先发明和实现工业化。是一种新型高科 技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、 耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的 5～6倍 ，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性 是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560 度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝 缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。芳纶 的发现，被认为是材料界一个非常重要的历史进 程。
聚对苯二甲酰对苯二胺纤维
芳纶1414的生产
由对苯二甲酰氯和对苯二胺两种低分子有机 化合物制成，两种物质在一定条件下发生 缩聚反应生产高分子化合物，即纺丝原料， 常有两种方法 低温溶液缩聚反应 直喷湿纺法纺丝
温 热 处 理
1414
芳纶1414特点
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从分子结构上看出 构成PPTA主链的共价键键能非常大，决定了纤维具 有很高的强度 分子链中含有苯环，分子结构上的酰胺基团被芳环分 离且与苯环形成共轭效应，分子链节呈平面刚性伸直 链的构象，决定了纤维具有较高的结晶度 大分子之间平行排列，分子之间空隙下较小，互相作 用力强，从而纤维刚性好，模量高
芳纶纤维的种类
芳纶纤维的种类
芳纶纤维是一种高性能合成纤维，具有优异的力学性能、耐热性、耐
化学性、耐磨性和阻燃性等特点，被广泛应用于航空航天、军事、汽车、建筑、电子、体育用品等领域。
根据不同的生产工艺和用途，芳
纶纤维可以分为以下几种类型：
1. 聚对苯二甲酰胺纤维（简称Kevlar）
Kevlar是一种由杜邦公司开发的聚对苯二甲酰胺纤维，具有极高的强度、模量和韧性，比钢铁还要轻，是目前世界上最强的合成纤维之一。
Kevlar广泛应用于防弹衣、防刺衣、安全带、轮胎、船舶、航空航天
等领域。
2. 聚苯硫醚纤维（简称PPS）
PPS是一种由日本东丽公司开发的聚苯硫醚纤维，具有优异的耐热性、耐化学性和耐磨性，可在高温、高压、强酸、强碱等恶劣环境下长期
使用。
PPS广泛应用于汽车、电子、电力、化工等领域。
3. 聚苯醚酮纤维（简称PEEK）
PEEK是一种由美国维斯塔公司开发的聚苯醚酮纤维，具有极高的强度、模量和耐热性，可在高温、高压、强酸、强碱等恶劣环境下长期使用。
PEEK广泛应用于航空航天、医疗、电子、汽车等领域。
4. 聚苯乙烯纤维（简称PSF）
PSF是一种由中国生产的聚苯乙烯纤维，具有良好的耐热性、耐磨性
和阻燃性，可用于制作防火服、防火窗帘、防火毯等防火材料。
5. 聚苯醚纤维（简称PES）
PES是一种由德国拜尔公司开发的聚苯醚纤维，具有良好的强度、模
量和耐热性，可用于制作高温过滤材料、电缆绝缘材料、汽车零部件等。
总之，芳纶纤维具有广泛的应用前景和市场潜力，随着科技的不断进
步和工艺的不断改进，相信芳纶纤维的性能和品质将会不断提高，为
人类的生产和生活带来更多的便利和安全。
芳纶
1000cN／dtex，是普通锦纶的20倍。
• 芳纶非常坚韧。芳纶的拉伸强度高达20-25cN／ dtex，是普通锦纶的3倍。甚至超过钢， • 不容易断裂，芳纶对波的传播速度快。 当子弹击中时，若防弹衣的抵抗力超过子弹
的冲击力时，就可以阻止子弹的穿透。
在宇航上的应用
首先，在对付极度温差方面，芳纶有很好的耐高温性，
世界上最早研制芳纶1313纤维的是美国杜邦 公司。1956年开始研究，1967年正式开始工业 化生产，改称Nomex。
国内发展概况 我国芳纶1313早在1964年初开始研究。1969年 研究工作已取得较大进展，所研制的纤维性能 已接近当时的Nomex纤维水平。
芳纶1313的结构、性能及用途
聚间苯二甲酰间苯二胺即MPIA，分子结构为
从PPTA 的结构上可以看出：(1)构成PPTA 主链 的共价键键能非常大 (2)分子链中含有苯环，分 子结构上的酰胺基团被芳环分离且与苯环形成π 共轭效应，内旋转位能相当高，分子链节呈平面 刚性伸直链的构象，决定了纤维具有较高的结晶 度，且结晶相对较完整；（3）分子中含有较多 的极性基团，大分子呈伸直链构象，分子之间相 互作用力非常强；（4）大分子之间平行排列， 分子之间空隙较小，相互作用力较强而刚性较好， 模量非常高。
芳纶
一、引言
芳纶是一种高强度、高模量、低密度和耐磨 性好的本质耐热阻燃纤维。它的全称是芳香 族聚酰胺纤维，简称芳纶。 商用芳纶主要分间位芳纶和对位芳纶两大类。 间位芳纶主要有杜邦的Nomex、帝人的Conex 等；对位芳纶主要有杜邦的Kev1ar、帝人的 Twaron、Technora等。
芳纶1313 国外发展概况
在防火上的应用
•山东烟台氨纶股份有限公司芳纶1313纤维产业化技术 传统的消防服一般采用的是后处理阻燃布料，
芳纶
高性能纤维及制品——芳纶班级：纺贸0902班姓名：陈媛学号：090400618芳纶纤维一、芳纶的简介芳纶的全称为芳香族聚酰胺纤维，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的 5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。
它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。
芳纶的发现，被认为是材料界一个非常重要的历史进程。
表1 芳纶与其它几种工业丝性能对比二、芳纶纤维的历史背景芳纶纤维的历史很短，发展很快。
由美国杜邦公司首先发明和实现工业化，20世纪60年代，美国杜邦公司首先开发出具有优良热稳定性的间位芳纶，即Nomex纤维；1966年，公司又生产出了对位芳纶，即Kevlar纤维；1972年日本帝人公司生产对位芳纶Conex纤维；1986年荷兰Akzo公司生产出Twaron纤维；1987年日本帝人公司生产出Technora纤维，而我国于1972年开始进行芳纶的研制工作，并于1981年通过芳纶14的鉴定，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。
1986-1990年中国发展国民经济第七个五年计划期间，北京橡胶工业研究设计院、西安交通大学、晨光化工研究院、南通合成树脂厂和上海合成纤维研究所共同承担了国家关于芳族聚酰胺树脂合成、纺丝技术开发和在橡胶工业中应用的系列科研课题，并且都完成了相应的产品开发和研制工作。
在20世纪90年代，晨光化工研究院、上海合成纤维研究所、东华大学化学纤维研究所、沈阳市红星密封材料厂等单位研制和生产的对位芳纶性能已接近国际水平。
但由于资源、成本等方面的原因，我国应用的芳纶大部分仍然依赖于进口。
1999年，山东烟台氨纶股份有限公司正式提出建设中国第一个芳纶1313工程项目，并于2001年5月份引进了俄罗斯技术。
芳纶概述
芳纶概论一，简述凯芙拉，英文原名KEVLAR，也译作克维拉。
是美国杜邦（DuPont）公司研制的一种芳纶纤维材料产品的品牌名，材料原名叫“聚对苯二甲酰对苯二胺”,化学式的重复单位为-[-CO-C6H4-CONH-C6H4-NH-]-接在苯环上的胺基团为对位结构（间位结构为另一项商标名为Nomex的产品，俗称防火纤维）在上世纪60年代，美国杜邦公司研制出一种新型芳纶纤维复合材料----芳纶1414，此芳纶复合材料在1972年正式实现商品化并为该产品注册商标为Kevlar。
型号分为K29，K49，K49AP等。
由于这种新型材料密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型，其强度为同等质量钢铁的5倍,但密度仅为钢铁的五分之一(Kevlar密度为每立方厘米1.44克,钢铁密度为每立方厘米7.859克),而受到人们的重视。
由于凯夫拉品牌产品材料坚韧耐磨、刚柔相济，具有刀枪不入的特殊本领。
在军事上被称之为"装甲卫士 "。
二，应用反坦克武器的出现，又促使人们改进坦克、装甲车的装甲性能。
通常要提高坦克、装甲车的防护性能，就要增加金属装甲的厚度，这样势必影响它的灵活机动性能。
"凯夫拉"材料的出现使这个问题迎刃而解，坦克、装甲车的防护性能提高到了一个崭新的阶段。
与玻璃钢相比，在相同的防护情况下，用"凯夫拉" 材料时重量可以减少一半，并且"凯夫拉"层压薄板的韧性是钢的3倍，经得起反复撞击。
"凯夫拉"薄板与钢装甲结合使用更是威力无比。
如果采用"钢枣芳纶枣钢"型复合装甲，能防穿甲厚度为700毫米的反坦克导弹，还可防中子弹。
目前，“凯夫拉”层压薄板与钢、铝板的复合装甲，不仅已广泛应用于坦克、装甲车，而且用于核动力航空母舰及导弹驱逐舰，使上述兵器的防护性能及机动性能均大为改观。
"凯夫拉"与碳化硼等陶瓷的复合材料是制造直升飞机驾驶舱和驾驶座的理想材料。
芳纶布的种类及特性
芳纶布的种类及特性芳纶布，即凯芙拉布，芳纶纤维布，芳纶织物。
主要有以下几种1、芳纶纤维无捻粗纱织物，主要用芳纶1414长丝，无捻粗纱是由平行原丝或平行单丝集束而成的。
生产粗纱所用芳纶纤维的单丝直径从5～15μm不等。
无捻粗纱的号数从100号到8000号（tex）。
无捻粗纱可直接用于某些复合材料工艺成型方法中，如特种纺织、片材预浸、管道缠绕、型材拉挤等工艺，无捻度的纱线因其张力均匀，可织成无捻粗纱布和特种芳纶织物，用于航天、国防、军工等特种行业。
2、芳纶无纺布，毡片，芳纶纸，用于绝缘保温3、芳纶纤维加捻细纱布，芳纶织物，芳纶面料，主要用芳纶1313或少量1414短纤（1）芳纶纤维加捻细纱布主要是指用芳纶1313或少量1414短纤维纱线加捻后织造的各种织物。
主要用于防火阻燃等领域。
织物的特性由纤维性能、经纬密度、纱线结构和织纹所决定。
经纬密度又由纱结构和织纹决定。
经纬密加上纱结构，就决定了织物的物理性质，如重量、厚度和断裂强度等。
有五种基本的织纹：平纹、斜纹、缎纹、罗纹和席纹。
（2）芳纶加捻织带，分为有织边带(光边带)和无织边带（毛边带）主要织法是平纹。
用于制造高强度、介电性能好的电气设备零部件以及汽车胶管等。
（3）芳纶帘子布，即加捻的芳纶单向织物浸胶而成,其特点是在经纱0度或者纬纱90度方向上具有高强度。
其中经向单向织物是一种粗经纱和细纬纱织成的四经破缎纹或长轴缎纹织物，用于飞机轮胎和高级汽车轮胎。
（4）立体织，立体织物是相对平面织物而言，其结构特征从一维二维发展到了三维，从而使以此为增强体的复合材料具有良好的整体性和仿形性，大大提高了复合材料的层间剪切强度和抗损伤容限。
它是随着航天、航空、兵器、船舶等部门的特殊需求发展起来的，目前其应用已拓展至汽车、体育运动器材、医疗器械等部门。
主要有五类：机织三维织物、针织三维织物、正交及非正交非织造三维织物、三维编织织物和其它形式的三维织物。
立体织物的形状有块状、柱状、管状、空心截锥体及变厚度异形截面等。
芳纶简介介绍
CHAPTER 02
芳纶的制造工艺与技术
聚合反应工艺
1
聚合反应是制造芳纶的第一步，它涉及到将小分 子单体转化为高分子聚合物的过程。
2
聚合反应的种类包括本体聚合、溶液聚合和乳液 聚合等，其中本体聚合是最常用的方法。
3
本体聚合过程中，单体在引发剂的作用下发生聚 合反应，生成预聚物，然后进一步生成高分子聚 合物。
性质
芳纶具有高强度、高模量、低密度、耐磨、耐高温、耐化学腐蚀等优异性能，广泛应用于国防军工、 航空航天、电子信息等领域。
芳纶的起源与发展
起源
20世纪60年代，美国杜邦公司首先研发成功芳纶纤维，并实现了工业化生产。
发展
随着技术的不断进步和应用的拓展，芳纶的品种不断丰富，性能也不断提升。目前，全球范围内，芳纶的生产技 术和市场已经高度成熟。
耐磨性好
芳纶的耐磨性也较好，能够抵抗反复摩擦和磨 损。
抗疲劳性
芳纶具有较好的抗疲劳性，能够在反复弯曲或扭曲的情况下保持强度和稳定性 。
热稳定性
耐高温
01
芳纶具有较好的耐高温性能，能够在高温下保持稳定
，不会发生变形或损坏。
耐低温
02 芳纶也具有较好的耐低温性能，能够在低温下保持稳
定，不会发生脆化或损坏。
高性能芳纶的开发
提升产品性能
通过优化原料配方、调整工 艺流程和加强生产管理等措 施，提高芳纶产品的性能， 以满足不同领域对高性能芳
纶的需求。
加强研发创新
加大对高性能芳纶的研发力 度，探索新的制备技术、增 强纤维结构与性能的关系， 以及开展应用研究，推动高
性能芳纶的持续发展。
拓展应用领域
积极拓展高性能芳纶在航空 航天、汽车、电子、能源等 领域的应用，以满足不断增 长的市场需求。
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芳纶布的种类及特性
芳纶布，即凯芙拉布，芳纶纤维布，芳纶织物。
主要有以下几种
1、芳纶纤维无捻粗纱织物，主要用芳纶1414长丝，无捻粗纱是由平行原丝或平行单丝集束而成的。
生产粗纱所用芳纶纤维的单丝直径从5～15μm不等。
无捻粗纱的号数从100号到8000号（tex）。
无捻粗纱可直接用于某些复合材料工艺成型方法中，如特种纺织、片材预浸、管道缠绕、型材拉挤等工艺，无捻度的纱线因其张力均匀，可织成无捻粗纱布和特种芳纶织物，用于航天、国防、军工等特种行业。
2、芳纶无纺布，毡片，芳纶纸，用于绝缘保温
3、芳纶纤维加捻细纱布，芳纶织物，芳纶面料，主要用芳纶1313或少量1414短纤
（1）芳纶纤维加捻细纱布主要是指用芳纶1313或少量1414短纤维纱线加捻后织造的各种织物。
主要用于防火阻燃等领域。
织物的特性由纤维性能、经纬密度、纱线结构和织纹所决定。
经纬密度又由纱结构和织纹决定。
经纬密加上纱结构，就决定了织物的物理性质，如重量、厚度和断裂强度等。
有五种基本的织纹：平纹、斜纹、缎纹、罗纹和席纹。
（2）芳纶加捻织带，分为有织边带(光边带)和无织边带（毛边带）主要织法是平纹。
用于制造高强度、介电性能好的电气设备零部件以及汽车胶管等。
（3）芳纶帘子布，即加捻的芳纶单向织物浸胶而成,其特点是在经纱0度或者纬纱90度方向上具有高强度。
其中经向单向织物是一种粗经纱和细纬纱织成的四经破缎纹或长轴缎纹织物，用于飞机轮胎和高级汽车轮胎。
（4）立体织，立体织物是相对平面织物而言，其结构特征从一维二维发展到了三维，从而使以此为增强体的复合材料具有良好的整体性和仿形性，大大提高了复合材料的层间剪切强度和抗损伤容限。
它是随着航天、航空、兵器、船舶等部门的特殊需求发展起来的，目前其应用已拓展至汽车、体育运动器材、医疗器械等部门。
主要有五类：机织三维织物、针织三维织物、正交及非正交非织造三维织物、三维编织织物和其它形式的三维织物。
立体织物的形状有块状、柱状、管状、空心截锥体及变厚度异形截面等。
（5）异形织物，异形织物的形状和它所要增强的制品的形状非常相似，必须在专用的织机上织造。
对称形状的异形织物有：圆盖、锥体、帽、哑铃形织物等，还可以制成箱、船壳等不对称形状。
（6）槽芯织物，槽芯织物是由两层平行的织物，用纵向的竖条连接起来所组成的织物，其横截面形状可以是三角形或矩形。
（7）缝编织物，亦称为针织毡或编织毡，它既不同于普通的织物，也不同于通常意义的毡。
最典型的缝编织物是一层经纱与一层纬纱重叠在一起，通过缝编将经纱与纬纱编织在一起成为织物。
3、组合芳纶布
即把芳纶毡、芳纶无捻粗纱织物和芳纶无捻粗纱等，按一定的顺序组合起来的芳纶复合布。
青岛新天成纺织有限公司创立于1976年（原青岛第十三棉纺织厂）至今已有37年历史。
公司占地60余亩，职工300多名，拥有纱锭37000枚，倍捻锭2000枚，织布机100台，主要生产各种规格芳纶线，阻燃线，芳纶缝纫线，芳纶布，纱线，丙纶纱线和面料，阻燃缝纫线，芳纶纱线和面料，及其它芳纶类产品下面就由青岛新天成纺织来给大家介绍下苏伦布的特性。
1、良好的机械特性间位芳纶是一种柔性高分子，断裂强度高于普通涤纶、棉、尼龙等，伸长率较大，手感柔软，可纺性好，可生产成不同纤度、长度的短纤维和长丝，在一般纺织机械制成不同纱支织成面料、无纺布，经过后整理，满足不同领域的防护服装的要求。
2、优异的阻燃、耐热性能间位芳纶的极限氧指数(LOI)大于28，因此当它离开火焰时不会继续燃烧。
间位芳纶的阻燃特性是由其自身化学结构所决定的，因而是一种永久阻燃纤维，不会因使用时间和洗涤次数降低或丧失阻燃性能。
间位芳纶具有很好的热稳定性，在205℃的条件下可以连续使用，在大于205℃高温条件下仍能保持较高的强力。
间位芳纶具有较高的分解温度，而且在高温条件下不会熔融、融滴，当温度大于370℃时才开始炭化。
3、稳定的化学性质间位芳纶具有优异的耐大多数化学物质的性能，可耐大多数高浓度的无机酸，常温下耐碱性能好。
4、耐辐射性间位芳纶的耐辐射性能十分优异。
例如在1.2×10-2 w/in2紫外线和1.72×108rads的γ射线的长时间照射下，其强度仍保持不变。
5、耐久性间位芳纶优良的耐摩擦和耐化学品性能，经过100次洗涤后，用间位芳纶加工的布料撕破强力仍可以达到原强力的85%以上。