耐高温阻燃芳纶简介
芳纶纤维介绍
芳纶芳纶(芳族聚酰胺纤维)可能是最知名的特种纤维，由尼龙而来，且与尼龙极其类似。
芳纶中含5％直接与两个芳香环相连的酰胺键。
著名的品牌，包括杜邦的Nomex和Kevl~，以及日本帝人公司与Kevl~非常相似的Twaron纤维。
Kevl~的强度和模量比传统的高强尼龙纤维，分别高2倍和9倍。
Kevlar能够应用于如下领域：防弹材料、复合材料支撑物，振动延续阻滞物、轮胎增强材料，高应力作业下的机械橡胶布、高强低延伸的绳索。
Nomex与Kevlar在化学组成上不同，它用异酞酰胺取代对酞酰胺，从而获得有优异耐热性的纤维，在高温条件下有优异的性能。
随着芳纶在安全和强力市场领域应用的深入，市场应用将会缓慢增加，但其量不会显著扩大，问题在于产量／价格／利润之间的相互关系。
从Spandex大量上市导致价格下降的经验来看，如果纤维价格下跌20％-50％，纤维的产量将会急剧增加芳纶纤维全称为"聚对苯二甲酰对苯二胺"，英文为Aramid fiber，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。
芳纶的发明:20世纪60年代由美国杜邦（DuPont）公司成功地开发并率先产业化;芳纶的发展:在30多年的时间里，芳纶纤维走过了由军用战略物资向民用物资过渡的历程，价格也降低了将近一半。
现在国外芳纶无论是研发水平还是规模化生产都日趋成熟。
在芳纶纤维生产领域，对位芳酰胺纤维发展最快，产能主要集中在日本和美国、欧洲。
如美国杜邦的Kevlar纤维，荷兰阿克苏诺贝尔（Akzo Nobel）公司（已与帝人合并）的Twaron 纤维，日本帝人公司的Technora纤维及俄罗斯的Terlon纤维等。
芳纶阻燃面料相关知识
芳纶阻燃面料相关知识芳纶阻燃面料优点热稳定性：芳纶1313Meta-aramid 间位芳纶面料最突出的特点就是耐高温性能好，可在220℃高温下长期使用而不老化，其电气性能与机械性能的有效性可保持10 年之久，而且尺寸稳定性极佳，在250℃左右的热收缩率仅为1％，短时间暴露于300℃高温中也不会收缩、脆化、软化或者融熔，只在370℃以上的强温下才开始分解，400℃左右开始碳化，如此高的热稳定性在目前有机耐温纤维中出类拔萃。
阻燃性能：芳纶1313Meta-aramid 间位芳纶面料是一种阻燃纤维，其极限氧指数LOI 值≥28％，属于难燃纤维，所以芳纶面料不会在空气中燃烧，熔化或产生熔滴，不散发有害气体，也不助燃，有自熄性。
尤其在突遇900-1500℃的高温时，布面会迅速碳化及增厚，形成特有的绝热屏障，保护穿着者逃生。
化学稳定性：芳纶1313Meta-aramid 间位芳纶是由酰胺键连接芳基所构成的线型大分子，其晶体中，氢键在两个平面内排列成三维结构，这种较强的氢键作用使得其化学结构异常稳定，可耐大多高浓无机酸及其它化学品的腐蚀、抗水解作用和蒸汽腐蚀。
优良的机械特性：芳纶1313Meta-aramid 间位芳纶系柔性高分子材料，低刚度高伸长特性使之具备与普通纤维相同的可纺性，可用常规纺机加工成各种织物或无纺布，而且芳纶面料耐磨抗撕裂，可广泛使用在劳动保护，军品生产等特殊领域。
耐辐射性：间位芳纶纤维耐α、β射线以及紫外光线的辐射性能十分优异。
例如在β射线辐射量累积到1000 Mrad 时，其强度仍基本保持不变。
物理指标：项目测试参数阻燃性能续燃时间≤5S损毁长度≤120mm耐热性能面料经纬向收缩率≤10％平方米重量（g／㎡）经向纬向断裂强力（N）150～200≥750≥550＞200 ≥1200 ≥850撕破强力（N）150～200≥40≥30＞200 ≥50 ≥40纱线抗滑移（定负荷180N）mm≤6面料透湿量（g／m2?d）≥4000面料水洗尺寸变化率（％）≤±3.0面料耐磨转数（转）30000色牢度（级）耐水洗色牢度4～5耐汗渍色牢度4～5耐干磨色牢度4耐湿磨色牢度4用途：劳动保护：炉前工作服，船厂，冶金，燃气，机械制造厂，加油站／油气田／矿井等高温工作环境或者有火灾隐患的工作环境的人员保护；消费：消防服，消防靴，消防包等消费用特种装备；军队：战斗服，飞行服，防辐射服防化作战服等高性能军队服装；环保：可作为化工厂、火电厂、碳黑厂、水泥厂、石灰厂、炼焦厂、冶炼厂、沥青厂、喷漆厂以及电弧炉、油锅炉、焚化炉的高温烟道和热空气的过滤材料基布，既能有效除尘，又能抵抗有害烟雾的化学侵蚀，同时有助于贵重金属的回收；家庭：厨房耐高温面料，儿童老人用自熄面料，阻燃家庭装饰品等；其他：酒店阻燃面料，逃生通道，赛车服等。
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，
塑料原材料作业——芳纶简介
杜邦商标
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2
自我介绍
聚对苯二甲酰对苯二胺 英 文 名 Poly(PPhenyleneterephthalamide)， 简称PPTA 。 化学结构式：
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树脂制备方法
在装有N-甲基吡咯烷酮的聚合釜中,加入氯化铝(为 投料量的1.2～1.8%)及吡咯(吡咯/对苯二胺=0.6～1.2 摩尔),然后加入对苯二胺,溶解后分两步加入对苯二甲 酰氯粉末(对苯二胺浓度为0.20～0.45摩尔/升,酰氯过 量0.30～2.5%),在氮气保护、常压下进行搅拌反应,反 应温度维持在-5℃～80℃,聚合物特性粘度为5.5～6.0.
4 其他特性
一，优良的机械特性，二，超强的耐辐射性，三， 极佳的电绝缘性，四，介电常数很低。
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防弹纤维—芳纶 防弹纤维 芳纶1414 芳纶
外观呈金黄色，貌似闪亮的金属丝线，实际上 是由刚性长分子构成的液晶态聚合物。 1 机械性能
强度是优质钢材的5～6倍，模量是钢材或玻璃纤维的2～3 2 1/5 1414 倍，韧性是钢材的2倍，而重量仅为钢材的1/5。（芳纶1414的 强韧性也使其裁切与加工异常困难，需要昂贵的专用工具）。
1 热稳定性
最突出的特点就是耐高温性能好，尺寸稳定性极 佳，在250℃左右的热收缩率仅为1%。
2 阻燃性
极限氧指数大于28%，属于难燃纤维，不助燃， 有自熄性。
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3 化学稳定性
酰胺键连接芳基所构成的线型大分子，其晶体 中，氢键在两个平面内排列成三维结构，这种较强 的氢键作用使得其化学结构异常稳定，可耐大多高 浓无机酸及其它化学品的腐蚀、抗水解作用和蒸汽 腐蚀。
芳纶综述
芳纶合成工艺及应用【摘要】芳纶是一种高强度，高模量，耐高温，低密度，耐磨性好和的有机合成的高科技纤维，并且其化学稳定性好，对橡胶有良好的粘着力。
是20世纪六、七十年代开发出的重要材料。
它是在聚酰胺的基础上开发出来的一类产品，为了提高尼龙的耐热性，就要导入芳香环，这一点人们早就熟知了，于是就出现了芳香族聚酰胺，芳纶的全称是芳香族聚酰胺纤维。
芳纶主要分为邻位、间位、对位三种，而邻位无商业价值，已工业化的芳纶主要是芳纶1313(聚间苯二甲酰间苯二胺纤维)和芳纶l414(聚对苯二甲酰对苯二胺纤维)两大类。
本文将简单的介绍一下芳纶的国内外的发展状况，着重介绍芳纶的制备、性能和芳纶在各个方面的应用，并简要的分析了目前芳纶存在的问题。
【关键词】芳纶；发展状况；制备；性能；应用1芳纶简介及国内外发展状况1.1简介芳纶性能优良，应用广泛，可应用于航空航天工业、IT产业、国防工业、汽车工业、耐热及防护服装、增强混凝土及复合材料、运动器材等。
由于其质量轻、强度高、耐热耐腐蚀性好，具有广阔的发展前景。
芳纶的全称是芳香族聚酰胺纤维。
1974 年，美国贸易联合会（FTC. 为U.S.Federal Trade Commission 的缩写）将他们命名为“Aramid fibers”，我国称为芳纶。
其定义是：至少有 85 % 的酰胺链（-CONH-）直接与两苯环相连接。
根据此定义，可把主要化学链和环链脂肪基的一般聚酰胺聚合物和其清楚的分开。
[1]它有一些列的产品。
在美国，开发芳香族聚酰胺的背景是宇宙开发和军事用途的需要，特别是对耐热性纤维的需求不断高涨。
因此，芳香族聚酰胺的主要用途几乎都是纤维，非纤维的用途很少。
1.2国外发展概况与尼龙的问世一样，芳香族聚酰胺的问世也是美国杜邦公司研究的成果。
利用酰氯与胺类反应，通过界面缩聚反应制取聚酰胺，这是早为人们熟知的。
但是1951年，杜邦公司的Flory，Morgan等人发现用低温溶液聚合法有可能制备聚酰胺，这就为芳香族聚酰胺的诞生打下了基础，然后于1953年首次合成了芳香族聚酰胺“Aramid”。
芳纶纤维介绍
芳纶纤维全称为"聚对苯二甲酰对苯二胺",英文为Aramid fiber（杜邦公司的商品名为Kevlar），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。
芳纶纤维是重要的国防军工材料，为了适应现代战争的需要，目前，美、英等发达国家的防弹衣均为芳纶材质，芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有效提高了军队的快速反应能力和杀伤力。
在海湾战争中，美、法飞机大量使用了芳纶复合材料。
除了军事上的应用外，现已作为一种高技术含量的纤维材料被广泛应用于航天航空、机电、建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个方面。
在航空、航天方面，芳纶由于质量轻而强度高，节省了大量的动力燃料，据国外资料显示，在宇宙飞船的发射过程中，每减轻1公斤的重量，意味着降低100万美元的成本。
除此之外，科技的迅猛发展正在为芳纶开辟着更多新的民用空间。
据报道，目前，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%。
芳纶主要分为两种，对位芳酰胺纤维（PPTA）和间位芳酰胺纤维（PMIA），自20世纪60年代由美国杜邦（DuPont）公司成功地开发出芳纶纤维并率先产业化后，在30多年的时间里，芳纶纤维走过了由军用战略物资向民用物资过渡的历程，价格也降低了将近一半。
现在国外芳纶无论是研发水平还是规模化生产都日趋成熟。
在芳纶纤维生产领域，对位芳酰胺纤维发展最快，产能主要集中在日本和美国、欧洲。
如美国杜邦的Kevlar纤维，荷兰阿克苏诺贝尔（Akzo Nobel）公司（已与帝人合并）的Twaron纤维，日本帝人公司的Technora纤维及俄罗斯的Terlon纤维等。
芳纶的结构式
芳纶的结构式芳纶（Polybenzimidazole，PBI）是一种高性能高分子材料，以其优异的耐热性、耐化学性和机械性能而受到广泛关注。
它是一种聚合物，由芳香族二元酸和芳香族二元胺通过缩聚反应合成而成。
芳纶结构式如下：芳纶的分子结构中含有大量的苯环和咪唑环，这使得其具有很高的热稳定性和耐化学性。
与其他聚合物相比，芳纶具有更高的熔点和玻璃化转变温度，可在高温下保持其物理和化学性质的稳定性。
芳纶具有很高的热稳定性，其熔点可以达到400℃以上，甚至可以在600℃以上的高温下仍能保持其完整性和机械性能。
这使得芳纶在高温环境下有着广泛的应用前景。
例如，在航天、航空、汽车等领域，芳纶可以用于制造高温部件，如引擎罩、燃气涡轮叶片等。
此外，芳纶还可以用于制备高温电线、电缆和电子元件，以满足高温工作环境下的需求。
芳纶的耐化学性也是其重要的特点之一。
它可以在强酸、强碱和有机溶剂等恶劣环境中保持其物理和化学性质的稳定性。
这使得芳纶在化学工业中有着广泛的应用。
例如，芳纶可以用于制造耐酸碱腐蚀的管道、容器和阀门等设备。
此外，芳纶还可以用于制备耐化学药品腐蚀的过滤器、分离膜和催化剂载体等。
除了热稳定性和耐化学性外，芳纶还具有优异的机械性能。
它具有很高的强度和刚度，可以用于制造高强度和高刚度的结构件。
此外，芳纶还具有良好的耐磨性和耐疲劳性，可以满足各种工程应用的需求。
芳纶的优异性能使得它在各个领域都有广泛的应用。
例如，在航天航空领域，芳纶可以用于制造高温部件、阻燃材料和耐火材料等。
在化工领域，芳纶可以用于制造耐酸碱腐蚀设备和化学药品储存容器等。
在电子电器领域，芳纶可以用于制造高温电线、电缆和电子元件等。
此外，芳纶还可以用于制备防护服、防护手套和防护面罩等个人防护用品。
芳纶是一种具有优异性能的高分子材料，其独特的结构使得其具有高热稳定性、耐化学性和机械性能。
这些优良性能使得芳纶在航天航空、化工、电子电器等领域有着广泛的应用前景。
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。
芳纶纸的分类以及特点性能
芳纶纸的分类以及特点性能一、芳纶纸定义芳纶纸（又名“聚芳酰胺纤维纸”），以芳纶短纤维和芳纶沉析纤维为造纸原料，斜网抄造湿法成型，再经热压成型制得。
二、芳纶纸的分类芳纶纸根据用材不同，分为间位芳纶纸和对位芳纶纸。
1、间位芳纶纸：也称间位芳香族聚酰胺纸(简称芳纶纸)，是用纯间位芳纶(聚间苯二甲酰间苯二胺纤维)制成的一种特种纸，具有高强度、低变形、耐高温、耐化学腐蚀、阻燃和优良的电绝缘性能，广泛应用于国防、航空航天、高速列车、电工绝缘等领域，是一种关系国家安全的高科技新材料。
2、对位芳纶纸：是以对位芳纶短纤维（又称芳纶1414）和对位芳纶沉析纤维（芳纶浆粕）为原料，按造纸技术抄造成的纸，再经热压成型制得。
三、间位芳纶纸的特点1、热稳定性芳纶纸最重要的特性是长久热稳定性。
其可在l80℃下使用10年以上，使用寿命高于工业用有机耐高温纸。
在200℃干热状态下放置1000h，力学强度仍保持原来的75％；在12O℃湿热状态下放置1000h，力学强度仍保持原来的6O％以上；在370℃以上分解出少量CO2、CO和N2气体。
2、阻燃性能芳纶纸的极限氧指数(LOI)值≥28，是一种阻燃材料，不会在空气中燃烧、熔化或产生熔滴，而只在极高的温度下(>370℃)才开始分解。
3、电绝缘性芳纶纸具有优良的电绝缘性能，由于芳纶纸的热稳定性好，其在高温下仍保持良好的电气性能。
芳纶纸具有较低的相对介电常数和介质损耗因数，可以使绝缘电场分布更均匀和运行介质损耗更小，是一种良好的环保型绝缘材料。
4、力学性能芳纶纸是由高强度间位芳纶短切纤维制成的膜状材料，结构致密，表面平滑，柔韧性好，具有良好的抗张和抗撕裂性能。
尺寸稳定性好，比强度高，是一种性能优越的非金属蜂窝结构原材料。
5、化学稳定性芳纶纸的分子是由酰胺桥键互相连接的芳基所构成的线型大分子。
在它的晶体中，氢键在两个平面内排列而成氢键的三维结构。
由于较强的氢键作用，使之结构稳定，具有优良的耐化学性，能耐大多数高浓的无机酸，对其他大多数化学试剂和有机溶剂十分稳定。
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。