芳砜纶的性能及其应用

Ｉｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ
Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［Ｃ］．ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，２００４．
【１４】ＤｅｍｉｒＭＭ，ＮａｓｅｅｒＭ，ＢｅｃｈｔｅｌｅｒＴＦ，ｅｔ ａ１．Ｐ０１ｙｕｒｅｔｈａｎｅＮａ— ｎｏｆｉｂｅｒ Ｗｅｂｓ ｆｏｒ Ｓｅｎｓｏｒ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃ一 Ⅱｏ ＭｅｃｈａＩｌｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ（ＭＥＭｓ）［Ａ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｏ— ｃｉｅｔｙ ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ—Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｍｉｃｍ—ａｎｄ Ｎａｎｏｓｙｓｔｅｍｓ［ｃ］．
散性差、易凝聚。纳米材料比表面积大，表面活性大．极 易凝结，难以固体形式存在．目前一般以液相的形式存在 于胶体或其它液体中，因此纳米材料在应用过程中首先要 解决的问题是载体的问题。随着纳米材料制备合成技术的 不断发展和纳米材料基础理论的日趋完善，纳米纤维的应 用将遍及纺织等工业的各个领域．它对纺织品及其它领域
（８）：３３．
【１３】Ｖｉｎｉｎｇ ｓＤ，ＨｏｏｄＰ Ｊ．Ｍｕｌｔｉ—ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ａＩｌｄｎｅｉｒ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｒｅｐｌｉｃａ ＭｉｎＤｒｓ ｆｂｒ Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ Ｓｐａｃｅ—ｂａｓｅｄ Ｏｐ—
Ｓ眦一Ｔｈｅ ｔｉｃｓ 【Ａ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ
性等，并从防护制品、高温过滤材料、电绝缘材料、蜂窝结构材料、摩擦密封材
料等角度阐释了芳矾纶的应用领域。
关键词：芳砜纶；耐高温纤维；纤维性能；应用
中图分类号：Ｔｓ １０２．５２７．５
文献标识码：Ａ
文章编号：１００３—３０２５（２００５）０１—００１８一０５
上海市纺织科学研究院汪晓峰张玉华
表１ 芳砜纶的耐热性能及其与同类产品的比较
［７】ｃｈａｒｌｅｓ Ｈｅｓｃｈｍｅｙｅｒ．Ｆｉｂｅｒ ＩＩｌｎｏｖａｔｉｏｎ Ｋｅｙ ｔｏ ｓｕｃｃｅｓｓ ａｔ Ｈｉｌｌｓ
［Ｊ】．ＩｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌＦｉｂｅｒ Ｊｏｕｍａｌ，２００４，１９（１）：２２—２４．
【８】ＪｏｔｌＩｌ Ｈａｇｅｗｏｏｄ．ｕｌｔｒａ Ｍｉｃｒｏ劬ｅｒ：Ｂｅｙｏｎｄ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ】．Ｉｎｔｅ卜 ｎａｔｉｏｎａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｊｏｕｍａｌ，１９９８，１３（５）：４７—４８．
万方数据
纺织导报ｃｈｉｎａ Ｔｅｘｔｊｌｅ Ｌｅａｄｅｒ．２００５ Ｎｏ．１ ，９
情况下芳纶１３１３不可染，只有在加入一种有毒载体后可勉 强上色，ＤｕＰｏｎｔ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 芳砜纶在常用的高温高压条件下即可染色，面料的后整理 成本较低，在防护服领域应用十分适合。 ２芳砜纶的应用
【３】梅滨，王晓兰．纳米材料的应用与进展［Ｊ】．煤炭技术， ２００２，２１（１２）：３—７．
［４】黜ｃｈａｒｄ Ｇ Ｍａｎｓｆｉｅｌｄ．Ｃｏｎｌｂｉｎｉｎｇ Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ ｂｙ ＬａｌＩｌｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ＯｍｅｒＭｅｔｈｏｄｓ【Ｊ】．Ｔｅｘｔｉｌｅｗｏｒｌｄ，２００３，１５３（１）：２２—２５．
［５】安林红，王跃．纳米纤维技术的开发及应用［Ｊ】．当代石油石 化，２００２．１０（１）：４卜４５．
【６】Ｊｏｈｎ Ｈａｇｅｗｏｏｄ．Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｎａｎｏｆｉｂｅｒｓ—ＦａＩｌｔａｓｙ ｏｒ Ｆｕｔｕｒｅ［Ｊ】．Ｉ— ｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｊｏｕｍａｌ，２００２， １７（６）：６２—６３．
芳砜纶具有良好的阻燃性。纤维在燃烧时不熔融、不
表２芳砜纶的限氧指数（ＬＤ，）及其比较
收缩或很少收缩，离火焰自熄，极少有阴燃或余燃现象。其 限氧指数在各种纤维中也是很高的（表２）。
芳砜纶和芳纶１３１３都属难燃纤维，但芳砜纶的ＬＤ，值 高达３３，比芳纶１３１３高５个百分点，阻燃性更佳。 １．４电绝缘性能
阻燃耐高温纤维材料在国防领域占有重要地位。芳砜 纶在军队防护服中的成功应用展现了其广阔的市场前景。 随着我国经济的不断发展和我军装备能力的不断提高，高 性能阻燃纤维的需求亦不断增加，届时芳砜纶定能做出自 己的贡献。 ２．１．２专业服装及其配套产品
１）消防服
在各类阻燃防护制品中．消防人员的成套防护服理所 当然地受到特别重视。根据美国ＮＦＰＡ—１９７１～２０００标准 及欧洲ＥＮ一４６９标准和国家消防灭火防护服新标准，消防 服由４层组成（图１），即：表面层、防水透气层、阻燃隔 热层、舒适层。
芳砜纶具有良好的电绝缘性能。芳砜纶绝缘纸（以 ０．１４３ ｍｍ为例），绝缘电阻ｐ，＝４．４９×１０”Ｑ·ｃｍ，ｐ。＝ ６．０４×１０１２ Ｑ·ｃｍ：击穿电压２．９ ｋＶ，击穿电压强度 １９．５９ ｋＶ／ｍｍ，铜管击穿电压２．１２ ｋＶ；介电常数￡＝ １．７９，介电损失正切ｔ９６＝０．１８。 １．５化学稳定性
［９］杨英惠．用于骨折修复的纳米纤维材料【Ｊ］．现代材料动态，
２００３（６）：５．
【ｌＯ】 Ｉ（ｉｔａｚｏｎｏ Ｅ．Ｔｉｓｓｕｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｕｓｉｎｇ Ｎａｎｏ肋ｅｒ【Ｊ】．Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ
ＳｙｎｔＩｌｅｔｉｃ ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００４，６２（５）：５１４—５１９．
作者简介：汪晓峰，男，１９７１生，高工，上海，２０００８２
万方数据 雾嚣 纺织导报ｃｈｉｎａ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｌｅａｄｅｒ．２００５ Ｎｏ．１
芳砜纶的性能及其应用
摘要：芳矾纶是我国自行研究开发的芳香族聚酰胺类耐高温纤维。文章介绍了芳
矾纶的一些主要性能ｉ如耐热性、热稳定性、高温尺寸稳定性、阻燃性、电绝缘
的研究开发的促进作用将是无法估量的。卿
参考文献 【ｌ】Ｊｏｈｎ Ｈａｇｅｗｏｏｄ．Ｐｍｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ＮａＩＩｏｆｉｂｅｒｓⅢ．Ｉｎｔｅｒ．
ｎａｔｉｏｎａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｊｏｕｍａｌ．２００４，１９（１）：４８—５０．
【２】ｚｈａｎｇ ｘ，Ｔａｏ ｘ，Ｆａｎ Ｙ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ ＮａＩｌ嘶ｂｅｒ【Ｊ】．Ｊ叫ｍａｌ ｏｆ Ｄｏｎ曲ｕａ ｕｎｉｖｅｒｓ时，２００３，２０（１）： ３２—３８．
由表ｌ可见，芳砜纶在２５０℃和３００。ｃ时的强度保持 率分别为７０％、５０％．比芳纶１３１３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已遭破坏。芳砜纶在２５０℃和３００℃热空气中 处理１００ ｈ后的强度保持率分别为９０％和８０％，而在相 同条件下芳纶１３１３仅７８％和６０％。可见，芳砜纶的耐热 性和热稳定性优于芳纶１３１３，它可在２５０。ｃ的温度下长期 使用。
ｌ——表面层；２——防水透气层；３——阻燃隔热层；４——舒适层。 图１消防服的面料结构
由于芳砜纶没有熔点，在４００。ｃ以上高温下分解，但 不熔融、不收缩或仅呈微小收缩；离焰后立即自熄．无阴 燃或余燃现象，适于耐温要求最高的防火外层布以及成毡 后做隔热层．也可制做消防人员其它用品如内衣、头盔、鞋 靴、手套。除阻燃性外，所有消防服装还应具有抗切割性、 抗穿刺性、不妨碍行动自由、防水、合身、质轻和耐用等 性能，芳砜纶利用其本身的优良性质．再适当与其它纤维 混纺或后整理即可满足以上提及的各种需要。
从重要战略物资和产业新材料核心技术的角度出发， 发展有机耐高温纤维迫在眉睫．已列入国家“十五”科技 产业重点领域指南。在国家有关部门的支持下，国内首创 并拥有自主知识产权的芳砜纶现代化中试生产线将很快建 成并投产。芳砜纶作为高科技的基础材料，随后将进行产 业化，上千吨级规模，最终形成并推动以芳砜纶原料为龙 头，从原料到复合高性能材料的高科技产业链的发展。 １芳砜纶的性能
芳砜纶具有较强的抗酸性和较好的稳定性。其纤维经 ８０。ｃ、３０％浓度的硫酸、盐酸、硝酸处理后，除硝酸使 纤维强力稍有下降，其余均无明显影响。在同样温度下，用 ２０％浓度的Ｎａ０Ｈ水溶液处理后，其纤维强、ＤＭＦ、ＤＭｓ０、六磷胺、Ｎ一甲基砒咯烷酮和浓硫 酸，一般在常温下，对各种化学物均能保持良好的稳定性。 １．６抗辐射性能
芳砜纶具有较好的耐辐射稳定性。在Ｃｏ ６０丙种射线 照射下。纤维经５×１０ ６～１×１０ ７ ｒａｄ的剂量辐照后． 强力、伸长均无明显变化：在１×１０ ８ ｒａｄ时，强力稍有 下降；而在ｌ×１０ ９ ｒａｄ时，纤维强力显著下降．且纤维 色泽也发生明显变化。 １．７染色性能
与Ｎｏｍｅｘ＠相比，芳砜纶具有良好的染色性能。一般
在我国的军需装备中，有机耐高温纤维的用量很大， 主要用于特种作战部队的耐高温阻燃迷彩作战服、防护服、 空军抗荷服、代偿服、抗浸服等。军队制服，如坦克等战 车制服、飞行制服、舰艇制服等．都需大量采用有机耐高 温纤维。
自从芳砜纶诞生后，我们研制出了新一代抗燃纤维织 物，这些织物可用于制作特种军服、飞行员通风服、阻燃 高空代偿服等。根据阻燃高空代偿服的试用情况，认为服 装采用阻燃材料，防火性能好，保证飞行安全；穿着舒适， 适体性好ｊ具有透气性能ｊ可减少飞行员的体力消耗。
【１ ｌ】Ｇａｒｙ Ｂｏｗｌｉｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ Ｄｅｖｅｌｏｐ Ｎａｍｒａｌ Ｂａｎｄａｇｅｓ ｆｒｏｍ Ｆｉｂｒ－
ｉｎｏｇｅｎ【Ｊ】．Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔｅｘｔｉｌｅｓ，２００３（４）：４． 【１２】ＮａＩｌｏｆｉｂｒｅｓ ｆｏｒ Ｍｏｄｅｍ Ｐｒｏｂｌｅｍｓ【Ｊ】．Ｔｅｘｔｉｌｅｓ Ｍｏｎｍ，２００３
１．２高温尺寸稳定性 芳纶１３１３的致命缺点是高温尺寸稳定性较差，它的沸
水收缩率为３％．在３００℃热空气中的收缩率高达８％， 而芳砜纶在相同条件下的热收缩率分别为０．５％～１％和 ２％，其高温尺寸稳定性比芳纶１３１３好得多。在制备消防 服和特种军服时．采用ＤｕＰｏｎｔ Ｎｏｍｅｘ＠纤维时，往往要加 入另一种价格更贵的低收缩纤维，以保持受热时服装平整， 而芳砜纶则无须添加其它组分。 １．３阻燃性
Ｂｏｓｔｏｎ．２００３．
［１５】Ｌｉｍ Ｔ Ｃ．Ｒｅｃｅｎｔ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｔｉｓｓｕｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ