高强高模纤维研究
高强高模聚乙烯醇纤维说明
高强高模聚乙烯醇纤维说明高强高模聚乙烯醇纤维简称（高强高模PV A纤维）是一种具有高抗拉强度、高杨氏模量、高耐碱性的合成纤维，该纤维是密度大、直径小，许多性能都优于其它合成纤维，同时对水泥、石膏等基材具有极强的亲和力。
一高强高模聚乙烯醇纤维的技术指标项目指标纤维直径(dtex) 2.0±2 （12±2μm）抗拉强度(cn/dtex) ≧ 11 (1428MPa)杨氏模量（cn/dtex）≧ 290 (37.9GPa)断裂伸度（%） 6～8密度（g/cm3） 1.3耐热水性（o C）≧ 104干热软化点（o C）≧ 216二不同有机纤维的物理力学性能三高强高模聚乙烯醇纤维应用我们只需要在水泥、石膏等基材中均匀加入0.3%～0.5%的高强高模聚乙烯醇纤维及少量的高分子聚合物，我们就可以有效的改变水泥、石膏等基材的脆性、消除这些基材在水化过程中产生的裂纹。
由于纤维的存在既消耗了能量又缓解了应力，阻止裂纹进一步发展，起到了阻断裂缝的作用，所以在水泥、石膏制品内掺入少量高强高模聚乙烯醇纤维，可以达到：1 提高基体的抗拉强度。
2 阻止基体原有缺陷裂缝的扩展，并延缓新裂缝的出现，提高耐水性、抗渗性、抗冻性。
3 提高基体的变形能力，从而改善其韧性和抗冲击能力。
由于参有高强高模聚乙烯醇纤维的基材可具有以上能力，所以可广泛应用于：1 大体积砂浆/混凝土浇筑2 工业及民用建筑的屋顶处理，地下室防水，内外墙薄抹灰砂浆3 粉体建材、抗裂砂浆、保温砂浆、粉刷石膏、粉刷腻子、嵌缝腻子4 道路、桥梁、高速公路的路面及护栏5 水坝、水池、停车场、飞机跑道及停机坪等混凝土浇筑。
6 隧道、矿井、地铁、边坡面等喷射混凝土7沿海滩涂、堤坝、盐碱地带、化工腐蚀场地。
8混凝土构件、欧式构件、城市艺术雕塑、预应力砼管、板材9轻质隔墙板、GRC板、保温板、装饰板、FC板。
高强高模聚乙烯醇纤维的生产工艺初探
高强高模聚乙烯醇纤维的生产工艺初探首先是原料制备。
高强高模聚乙烯醇纤维的原料主要是聚乙烯醇（PVA）树脂。
PVA是一种溶解于热水中的聚合物，具有较高的结晶度和
力学性能。
常用的PVA树脂制备方法包括醋酸法和乙醇法。
醋酸法是将乙
烯通过水合作用得到乙烯醇，再经过醋酸酯化、加水解和精制等步骤得到PVA。
乙醇法是通过乙烯与甲醇加氧气反应得到乙醇，再通过水解得到PVA。
通过这些方法制备的PVA树脂可以满足高强高模聚乙烯醇纤维的要求。
接下来是聚合反应。
将制备好的PVA树脂与适量的稀释剂和助剂混合，通过高温高压反应将PVA树脂聚合成高分子量的线性聚合物。
聚合反应需
要控制反应温度、压力和反应时间，以保证聚合效果和纤维的强度。
纤维形成是高强高模聚乙烯醇纤维生产的关键步骤。
聚合反应得到的PVA聚合物溶液经过脱气、过滤和脱水等处理后，通过纺丝机构将溶液拉
伸成纤维。
纤维形成过程中，要控制拉伸速度、拉伸倍数和温度，以获得
期望的纤维形态和力学性能。
最后是后处理工序。
纺制得到的高强高模聚乙烯醇纤维经过一系列的
后处理工序，包括沉淀凝固、冷却固化和热处理等。
这些工序可以进一步
提高纤维的力学性能和耐热性能，提高纤维的品质和使用寿命。
总之，高强高模聚乙烯醇纤维的生产工艺包括原料制备、聚合反应、
纤维形成和后处理工序。
通过科学合理地控制每个工艺步骤，可以获得优
质的高强高模聚乙烯醇纤维产品。
高强高模聚乙烯醇纤维的研究进展
单体合成 了高相对分子质量和 高立构规整度 的 ＰＡ Ｖ 。朝鲜科学家 Ｌｏ 等人＿ 采用新戊 酸乙烯 ｙｏ ２ 酯（ Ｐ） Ｖ ｉ为单体 ， 采用本体聚合法 ， 以紫外线照射 引发 ， 合成了高强高模 Ｐ Ａ纤维 ， Ｐ Ａ的聚合 Ｖ 其 Ｖ
度 （Ｐ 为 ７３０ ～１ ０ ， 构 规 整 度 约 为 ） ０ ８３０ 立 ６％ ， ４ 晶体 融化 温度 达 到 了 ２９ ， 种 方法 生 产 ４℃ 这 的 Ｐ Ａ纤 维 虽然 杂 质 少 ， Ｖ 纯度 较 高 ， 是 本体 聚 但
晶能力 ， 构规 整度 的聚合物 容易结 晶 ， 聚合 物 立 使 有 较高 的强 度 ， 耐溶剂 性和耐 化学腐 蚀性 也较好 。
共聚得到高强高模 Ｐ Ａ， Ｐ 约４００ 立构规整 Ｖ 其 ０ ， 度约 ５％ ， ８ 此方法的好处是合成 Ｐ Ａ的成本 比前 Ｖ
者 的较低 ， 且危 险 系数较低 ， 因此 后者 在工业 生产 上 具有 很 大 的 发 展 空 间 。而 我 国 工 业 上 生 产
备高相对分子质量和高立构规整度的 Ｐ Ａ是制 Ｖ
备高强高模 Ｐ Ａ纤维重要的环节 。 Ｖ
１ 高相对分 子质 量 Ｐ ＶＡ 的制备 目前 ， 内外 研 究 者采 用 不 同 的 聚合 方法 和 国
化生产高立构规整度的 Ｐ Ａ有很大的有利条件 。 Ｖ
Ｌｏ 等 用 Ｖ ｉ 单 体 ， 低 温 下 ， 过 悬 浮 聚 ｙｏ Ｐ作 在 通 合 、 液 聚 合 等 方 法 合 成 了高 相 对 分 子 质 量 的 溶 Ｐ Ａ， 得 到聚合 度为 １ ０ Ｖ 可 ５８０～１ ０ ， ７００ 立构规 整
收 稿 日期 ： ０６ １— ８ ２０ —０ ０ ；修 改 稿 收 到 日期 ：０７ ０ －２ ２ ０ —３２ 。
高强高模pva纤维用途
高强高模pva纤维用途高强高模PVA纤维用途PVA纤维是一种新型的合成纤维，具有高强度和高模量的特点，被广泛应用于各个领域。
本文将重点介绍高强高模PVA纤维的用途。
1. 建筑领域高强高模PVA纤维在建筑领域有着广泛的应用。
首先，它可以用于加强混凝土结构，提高混凝土的强度和韧性，使建筑更加牢固和耐久。
其次，PVA纤维可以用于制作纤维增强复合材料，用于加固和修复老化或受损的建筑结构。
此外，PVA纤维还可以用于制作防水材料，提高建筑物的防水性能。
2. 纺织行业高强高模PVA纤维在纺织行业也有着重要的应用。
由于其高强度和高模量的特点，PVA纤维可以用于制作高性能的纺织品，如防弹衣、防刺织物等。
此外，PVA纤维还可以用于制作高强度的绳索、缆绳和织物，用于航海、登山等户外运动领域。
3. 医疗卫生高强高模PVA纤维在医疗卫生领域也有着重要的应用。
PVA纤维可以用于制作医用纱布、敷料和手术缝合线等，具有良好的生物相容性和可降解性，不会对人体造成刺激或排斥反应。
此外，PVA纤维还可以用于制作人工血管和组织工程支架等，用于修复和替代受损组织。
4. 电子行业高强高模PVA纤维在电子行业也有着广泛的应用。
PVA纤维可以用于制作电子产品的基板和封装材料，具有良好的绝缘性能和热稳定性。
此外，PVA纤维还可以用于制作电子器件的支撑材料和隔离材料，提高电子产品的可靠性和性能。
5. 汽车工业高强高模PVA纤维在汽车工业中也有着重要的应用。
PVA纤维可以用于制作汽车的车身结构和零部件，如车门、车顶和前挡风玻璃等，具有良好的强度和刚度，能够提高汽车的安全性和稳定性。
此外，PVA纤维还可以用于制作汽车的隔音材料和防振材料，提高汽车的舒适性和静音效果。
高强高模PVA纤维具有广泛的应用领域，包括建筑领域、纺织行业、医疗卫生、电子行业和汽车工业等。
随着科技的不断进步和需求的增加，相信高强高模PVA纤维在未来会有更多的应用和发展。
国产M55J级高强高模碳纤维制备取得突破
［５］ 李 光 辉 ，王 桂 玉 ，占国将 ，等 ．聚 合氯 化 铝 、聚 合硫 酸 铁 、聚 合硫酸 铝铁除磷效果对 比研究 ［Ｊ］．上海 化工 ，２０１４，３９ （８）ｉ１－４．
参考 文献 ：
［１］ 龚云峰 ，孙素敏 ．钱玉 山．污水化 学除磷处理技术 ［Ｊ］．能 源 环 境保 护 ，２００９，２３（３）：１－４．
［２］ 廖军敏 。彭震．硫 酸铝在污水除磷 中的应用 ＥＪ］．广 州化 工 ，２００７，３５（２）：５３—５５．
［３］ 黄爱群．高磷废 水的除磷处理 ［Ｊ］．上海化工 ，２０１１，３６ （４）：２—５．
细 菌产 生耐 药性 的原 因包 括滥 用抗 生素 、药厂 废 水乱 排 等 。大 量 抗 生 素 通 过各 种 方 式 进 入 土 壤 和 水 源 等 环境 中 ．导致 越来 越 多的细菌 产生 耐药性 。
研 究 人 员表 示 ．了解 细 菌 如 何 “吃”青 霉 素 的 机 制 ，有 助 于 研 发 新 型 抗 生 素 ，还 能 帮 助 解 决 抗 生 素 污 染 问题 。 由于 仅靠 环 境 中天然 存在 的某 些细 菌 难 以有 效消 除抗 生素污 染 。他 们认 为可用 基 因改造等 方 法 ，使 大肠 杆菌 获 得“吃”抗 生素 的 能力 ，然 后 在有 需 要 的地 方投 放这 些 细 菌 。帮 助 清 除 土 壤 和 水 源 中 的 抗 生素 污染
（３）研 究 表 明加 入硫 酸 铝 和 ＰＡＭ 协 同作用 下 ， 絮状 物沉 淀速 率较快 ，整个 废水 处理 环境 可 以达 到连 续处 理 的状 态 。
北京化工大学：国产M55J级高强高模碳纤维制备取得突破
＿ｒ 业 和 信 息 化 部 消 贤 ｄ删 川 Ｋ 、 ： 敛 辞 ｆ１Ｊ指 … ， 性 能 纤 维 及 复 合材 料 均 纳 入 Ｉ ；新 料 产 业 发 展 指 南 ．
学 纤 维 业 会 ｆ【Ｊ连 港 Ｉ 经 济 和 信 息 化 委 会 ，ｆ乏办 ｎ 尚 纳 入 ｔ ｎ纺 织 发 腱 规 划 、化纤 、Ｊ ：、【 川 发 腮 指 导 意 发 』陡
Ｋ端 小 Ｖ－，ｒ…－＿ｊｌ 程 院 院 ｌ：孙 晋 良 、蒋 Ｌ成 、俞 建 、Ｆ 玉 忠 ，
领 导 小组 ， 绕 顶 发 汁 ．统 筹 资 源 ． 海政 策 、重 点 推 逊 ，
Ｉｊ１阳化 学 纤 维 ｈ ｌ 会 剐 会 长 贺 燕 Ｈ仃、于 乇 萍 等 家 领 导 ， 提 供 伞方 位 芷撑 、 同前 离 性 能 纤 维 Ｊ ：、ｉ 剑 ｒ由 低 端 到 商 端
忤 能 纤 维 技 合 材 料 １ 技 术 创 新 论 坛 暨 ２０１８年 全
的 重 点 旧家 咀点 科 研 汁 划 、技 术 造 、ｒ 业 强 丛 ｆ‘
能 纤 维 材 料 产业 （连 港 ）发 展 大 会 ”在 汀 苏 连 云港 、
ＩｆＩ也给 ＿卜ｊ ｒ一 定 支持 、她 线 州 ， 家 『 Ｊ要 视 包 括 离 性 能 纤
２０１８年 ５川 ８ 【＿】，科 技 高技 术 ｒ 组 织 家 组 北 京 化 Ｉ’ 音午 （来 源 ：北 化 ＿ｒ 大学 ）
入学 埘 课题 进 行技 术验 收 ．々 家 组 认 为 该 课 题 “口手 研 发 ｊｉ
更 多信 息 做 睛父 注 复 合材 料 传 （ＷＷＷ．ｆ１１ｌ ）！
等 地 方 领 导心邀 晰 会 议 、
料 产 、ｌＩ，发 展 ， 司 长指 ｆ｛Ｉ未水 将 点 推 动 创 新 服 务
高强高模pva纤维用途
高强高模pva纤维用途高强高模PVA纤维用途引言：高强高模PVA纤维是一种具有出色性能和广泛应用的合成纤维。
它以聚乙烯醇为主要原料制成，具有高强度和高模量的特点。
本文将介绍高强高模PVA纤维的用途，并探讨其在不同领域的应用。
一、建筑领域高强高模PVA纤维在建筑领域具有重要的应用价值。
在混凝土中添加PVA纤维可以增强混凝土的抗裂性能，提高混凝土的抗拉强度和耐久性。
此外，PVA纤维还可以增加混凝土的韧性和抗冲击性，提高混凝土的整体性能。
因此，在高速公路、桥梁、地铁隧道等工程中广泛应用了高强高模PVA纤维增强混凝土。
二、纺织领域高强高模PVA纤维也被广泛应用于纺织领域。
由于其优异的力学性能和耐磨性，PVA纤维常被用于制作高强度的纺织品，如防弹衣、防刺织物和抗割织物。
此外，PVA纤维还可以用于制作运动服、户外装备等，具有优异的耐久性和舒适性。
三、复合材料领域高强高模PVA纤维在复合材料领域也有广泛的应用。
由于其高强度和高模量的特点，PVA纤维可以用于增强复合材料的力学性能。
例如，在航空航天领域，PVA纤维常被用于制作复合材料结构件，如飞机机身和翼梁等。
此外，PVA纤维还可以用于制作汽车零部件、船舶结构件等，提高产品的强度和刚度。
四、环境保护领域高强高模PVA纤维在环境保护领域也有着重要的应用。
由于其优异的吸水性能，PVA纤维可以用于制作高效的吸水材料。
例如，在污水处理中，可以使用PVA纤维制作吸附剂，用于去除水中的有害物质。
此外，PVA纤维还可以用于制作土壤保水材料，提高土壤的保水能力，减少水资源的浪费。
结论：高强高模PVA纤维具有广泛的应用前景。
在建筑、纺织、复合材料和环境保护等领域，PVA纤维的应用已经取得了显著的成果。
随着科学技术的不断进步，相信高强高模PVA纤维将在更多的领域发挥重要作用，为社会的发展和进步做出更大的贡献。
高强高模聚乙烯醇纤维研究进展
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能 和耐热水 性 能 ， 结 果表 明 ： 通过加 硼交 联湿 法纺 丝 ，
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强度、模量比芳纶高出近一倍
中文名：聚对苯撑苯并双口恶唑，是一种杂环芳香 族的聚酰胺（分子式见下图）
高端PBO纤维产品的强度为5.8GPa，模量180GPa，在现有的化学纤维中最高； 耐热温度达到600℃，极限氧指数68，在火焰中不燃烧、不收缩，耐热性和难 燃性高于其它任何一种有机纤维。主要用于耐热产业纺织品和纤维增强材料。
题
各生产厂有自己的知识产权
所有的生产厂，技术均由东华大学化纤
研究所提供
国产和进口PE纤维性能比较
生产厂 强度
(cN/dtex)
DSM 联信
同益中 大成
中泰
26.59 24.41 24.89 1039 926 2.82 2.77 1297 2.39
22.59 22.57 881 3.14 862 2.99
芳纶纤维
聚对苯二甲酰对苯二胺 通过液晶纺丝方法制成 分子链伸直平行排列 结晶度很高
芳纶的主要用途
复合材料增强
防弹材料
光缆、电缆加强材料
其他特殊用途
芳纶生产销售现状
已有30年的工业化历史 主要生产国：美国，日本，荷兰 目前世界市场供不应求
我国芳纶发展的情况
为分解温度
商品名 Kevlar Vectran
强度 模量 (Gpa) (Gpa) 2.8 2.8 5.5 3-7 2.1 132 69 280 160 46
密度 熔点 (g/cm3) (℃) 1.44 1.4 1.59 0.98 1.32 560* 270 650* 140 245*
芳杂环纤维 PBO Torayca Kuvaion
荷兰，美国，日本，中国
产量：
目前约4000吨/年，供不应求
防弹UD是无纬复合材料
0° 层 90° 层
UD的组成
热熔PE层 UD 0°, 90° UD 0°, 90° 热熔PE层
面密度：145 g/m²
UD截面扫描电镜照片
我国高强PE技术的特征
采用白油或矿物油 凝固浴采用独特的配方，解决了并丝问
模量
(cN/dtex)
伸长 (%)
国产和进口纤维截面SEM照片
存在的问题和今后的工作
进一步提高国产高强PE的强度和均匀
性
研究提高纤维抗蠕变能力的技术 提高纤维的使用温度
进一步降低单丝纤度
小结
从国防科技发展的战略高度出发，开发高强高模
纤维刻不容缓；
我国已有开发高强纤维的基础，迄今高强PE和碳 纤维已经工业化，有待于开发其下游产品；芳纶 纤维及其制品、PBO纤维等的生产技术尚属开发阶
超
PE冻胶纺溶剂及萃取剂
主要溶剂
十氢萘，煤油，白油，矿物油
主要萃取剂
汽油，低聚烃，卤代烃，苯及其衍生物
PE冻胶纺工艺关键
浓度：3%
- 10%
采用双螺杆帮助溶解和脱泡 用特殊的凝固浴解决并丝问题 分多级达到40倍以上拉伸 溶剂及萃取剂回收分离
高强PE的工业生产
主要生产国：
PBO纤维与其他高性能纤维的比较
性能指标 纤维品种 zylonHM zylonAS 对位芳族聚酰胺 同位芳族聚酰胺 钢纤维 碳纤维 高模量聚酯 聚苯并咪唑(PBI) 断裂强度 模量 N/tex 3.7 3.7 1.95 0.47 0.35 2.05 3.57 0.28 GPa 280 180 109 17 200 230 110 5.6 断裂伸长率 % 2.5 3.5 2.4 22 1.4 1.5 3.5 30 密度 g/cm3 1.56 1.54 1.45 1.38 7.80 1.76 0.96 1.40 回潮率 % 0.6 2 4.5 4.5 0 0 1.5 68 68 29 29 16.5 41 LOI 裂解温度 ℃ 650 650 550 400 150 550
PBO纤维-应用
长丝的应用，可用于轮胎、胶带(运输带)、胶管等橡胶制品的补强材 料；各种塑料和混凝土等的补强材料；弹道导弹和复合材料的增强组 分；纤维光缆的受拉件和光缆的保护膜；电热线、耳机线等各种软线 的增强纤维；绳索和缆绳等高拉力材料；高温过滤用耐热过滤材料； 导弹和子弹的防护设备、防弹背心、防弹头盔和高性能航行服；网球、 快艇、赛艇等体育器材；高级扩音器振动板、新型通讯用材料；航空 航天用材料等。 短切纤和和浆粕的应用，可用于摩擦材料和密封垫片用补强纤维；各 种树脂、塑料的增强材料等。 纱线的应用，可用于消防服；炉前工作服、焊接工作服等处理熔融金 属现场用的耐热工作服；防切伤的保护服、安全手套和安全鞋；赛车 服、骑手服；各种运动服和活动性运动装备；Carrace飞行员服；防 割破装备等。 短纤维的应用，主要用于铝材挤压加工等用的耐热缓冲垫毡；高温过 滤用耐热过滤材料；热防护皮带等。
PBO的合成
HO OH + H2N NH2 130-200oC HCl + HOOC COOH
PPA
N * O
N * O
PBO是由4，6—二氨基苯酚盐酸盐(二氨基间苯二酚盐酸盐)与对苯二甲酸以多 磷酸(PPA)为溶剂进行溶液缩聚而制得，也可利用P2O5脱水进行缩聚，PPA既 是溶剂，也是缩聚催化剂。
高强高模纤维
High strength and high modulus fiber
关于高强高模纤维
高强高纤维目前尚无确切的定义
强度： 模量：
>2GPa
>50GPa
主要的高强高模纤维
碳纤维 芳纶纤维
高强高模聚乙烯纤维
其它纤维
工业化高强纤维及性能
纤维种类 对位芳纶 聚芳酯 高强 PE 碳纤维 高强 PVA *
我国开发芳纶已有20年 东华大学是最早参与研究的单位之一，有
自主的知识产权
目前准备开发芳纶纸
高强高模PE纤维
原料：分子量150-600万 采用冻胶纺丝，超拉伸技术 纤维具有部分伸直链结构
冻胶纺丝主流程
纺丝
溶解 脱泡 冻胶丝络筒
拉伸
挤出成型
凝固
集束 倍拉伸
萃取 卷绕
干燥
Dyneema 3.4
200-300 1.8
碳纤维
按用途分：
作烧蚀材料 （主要为粘胶纤维和沥青基碳纤维）
高强聚乙烯醇（PVA）纤维
高分子量原料，采用冻胶纺丝，超拉伸技
术
湿纺加硼交联技术
Poly-p-phenylenebenzobisthiazole （PBO）纤维
段。
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
PBO纤维的卓越性能
耐热性和抗燃性，特别是PBO纤维的强度不仅超过钢纤维， 而且可凌驾于碳纤维之上。此外，PBO纤维的耐冲击性、 耐摩擦性和尺寸稳定性均很优异，并且质轻而柔软，是极 其理想的纺织原料。 PBO作为21世纪超性能纤维，具有十分优异的物理机械 性能和化学性能，其强力、模量为Kevlar(凯夫拉)纤维的 2倍并兼有间位芳纶耐热阻燃的性能，而且物理化学性能 完全超过迄今在高性能纤维领域处于领先地位的Kevlar纤 维。一根直径为1毫米的PBO细丝可吊起450千克的重量， 其强度是钢丝纤维的10倍以上。