芳纶纤维项目报告20110914

1
芳纶纤维项目报告
一、芳纶纤维基础知识 ............................................................................ 2
二、芳纶纤维产品市场应用 ..................................................................... 2
1、芳纶1313纤维 ............................................................................ 3
2、芳纶1414纤维 ............................................................................ 4
3、共聚芳纶纤维 ............................................................................... 6
三、芳纶纤维国内外技术研发状况 ........................................................... 6
1、间位芳纶纤维的制造技术 .............................................................. 6
2、对位芳纶纤维的制造技术 .............................................................. 7
3、共聚型芳纶的制造方法 ................................................................. 8
4、俄罗斯芳纶的制造方法 ................................................................. 8
5、我国间位芳纶发展状况 ................................................................. 9
6、我国对位芳纶发展状况 ................................................................. 9
7、我国共聚芳纶发展状况 .............................................................. 10
四、国内芳纶纤维项目建设情况 ........................................................... 10
五、芳纶纤维项目对于我司的重要意义................................................. 10
1、国家相关政策的支持 .................................................................. 11
2、为我司步入高新技术产业打开突破口 ......................................... 11
3、项目投资小，见效快，产品附加值高 ......................................... 11
六、建议下一步技术调研工作计划 ........................................................ 11
1、考察芳纶纤维国内技术专利商 .................................................... 11
2、考察芳纶纤维生产企业 .............................................................. 12
2

一、芳纶纤维基础知识
我国将芳香族聚酰胺纤维定名为芳纶纤维。芳纶具有超高强度、高模
量、耐高温、耐酸耐碱 、质量轻等优良性能 ，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、而质量仅为钢丝的
1／5左右。芳纶纤维最具实用价值的品种有3个：芳纶1313（芳纶Ⅰ）、
芳纶1414（芳纶Ⅱ）和共聚芳纶（芳纶Ⅲ）。
芳纶1313即聚间苯二甲酰间苯二胺，是开发最早、产量最大、应用最
广的有机耐高温纤维。
芳纶1313（间位芳纶）结构式如下：

芳纶1414即聚对苯二甲酰对苯二胺，具有超高的强度、模量和耐高温
性能，以及良好的绝缘性和抗腐蚀性 ，对位芳纶在高性能纤维中占据了核
心地位，并被人们称为“王牌纤维”。
芳纶1414（对位芳纶）结构式如下：

共聚芳纶是日本帝人公司和俄罗斯开发出的具有更高的力学性能的高
档纤维，已用于俄罗斯战略战术武器 ，但目前产量较小 ，约为3000～4000t
／a。
二、芳纶纤维产品市场应用

目前世界芳纶的生产能力约8.2万吨/年(其中，对位芳纶5.5万吨/年、
间位芳纶2.3万吨/年)。芳纶产品用于防弹衣、头盔等约占7%～8%，航空
3

航天材料、体育用材料约占40%，轮胎骨架材料、传送带材料等约占20%，
高强绳索等约占13%。预测，到2015年全球对位芳纶需求量约为13万吨，
2020年需求量约为20万吨。
美国的杜邦是芳纶开发的先驱，他们无论在新产品的研发、生产规摸
上，还是在市场占有率上都是世界一流水平，仅他们生产的Kevlar纤维，
目前就有Kevlar-49、Kevlar-29等十多个牌号，每个牌号又有数十种规格
的产品。
近年来，由于技术水平的进步和芳纶应用领域的扩大，全球芳纶的需
求量在不断增加，我国芳纶产业也得到了快速发展。目前我国芳纶的年用
量大约为5000~5500吨，年进口量在3000吨以上。预计到2015年，我
国芳纶的需求量将达10000吨以上。
1、芳纶1313纤维

芳纶1313最早由美国杜邦公司研制成功，并于1967年实现了工业化
生产，产品注册为Nomex®(诺美克斯)。这是一种柔软洁白、纤细蓬松、富
有光泽的纤维。芳纶1313纤维的玻璃化温度为270℃，热分解温度为
400℃～430℃。无论是在氮气还是空气氛围中，在400℃时纤维的失重小
于10％，在427℃以上开始快速分解。芳纶1313纤维有很好的耐焰性能，
极限氧指数为29％。在火焰中不会发生熔滴现象，而且如果在会熔滴的化
学纤维中混纺少许的芳纶1313纤维也能够防止熔滴现象。芳纶1313纤维
离开火焰会自熄，在400℃的高温下，纤维发生碳化，成为一种隔热层，
能阻挡外部的热量传入内部，起到有效的保护作用。芳纶1313纤维耐溶剂
性能好，特别是有机溶剂，耐酸性好于尼龙，但比聚酯纤维略差，常温的
耐碱性很好，但在高温下强碱中容易分解。芳纶1313纤维的耐辐射性和耐
昆虫和细菌的腐蚀性能也很好。
4

芳纶1313纤维主要用于防原子能辐射、高空高速飞行材料等方面，也
可用于特殊要求的轮胎帘子线。主要用于制防辐射衣料、航天衣料，也用
于制耐高温衣料、蜂窝制件、高温线管、飞机油箱、防火墙、反渗透膜或
中空纤维等。
芳纶1313纤维断裂强度0.4～0.53牛/特，伸长率30～50%，回潮率
6.5%。耐酸、碱、霉、老化。其摩擦性、抗腐蚀性最好，强度和弹性也好。
缺点是耐光性差。
间位芳纶纸具有高强度、低变形、耐高温、耐腐蚀、阻燃、绝缘等性
能，广泛应用于电机绝缘以及航空航天、交通运输等领域。长期以来，世
界间位芳纶纸一直由美国杜邦公司独家垄断。
2、芳纶1414纤维
芳纶1414纤维也称“对位芳纶”，化学名称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”
纤维，简称PPTA，芳纶II。几乎与芳纶1313的发明同步，杜邦公司在上
世纪六十年代末研制出另一种高性能合成纤维—芳纶1414，其商品于1972
年首次问世，定名为Kevlar®(凯芙拉)。
芳纶1414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。由于其分子链沿长度方向高度取向，并且具有极
强的链间结合力，从而赋予纤维空前的高强度、高模量和耐高温特性。
芳纶1414的连续使用温度范围极宽，在-196℃至204℃范围内可长期
正常运行。在150℃下的收缩率为0，在560℃的高温下不分解不熔化，耐
热性更胜芳纶1313一筹，且具有良好的绝缘性和抗腐蚀性，生命周期很长，
因而赢得“合成钢丝”的美誉。
芳纶1414首先被应用于国防军工等尖端领域。为适应现代战争及反恐
5

的需要，美、俄、英、德、法、以色列、意大利等许多国家军警的防弹衣、
防弹头盔、防刺防割服、排爆服、高强度降落伞、防弹车体、装甲板等均
大量采用了芳纶1414。在防弹衣中，由于芳纶纤维强度高，韧性和编织性
好，能将子弹冲击的能量吸收并分散转移到编织物的其它纤维中去，避免
造成“钝伤”，因而防护效果显著。芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有效地提
高了军队的快速反应能力和防护能力。
芳纶1414纤维是一种具有超高强度、超高模量、耐高温、低密度等特
性的高性能纤维，广泛应用于光缆增强、轮胎子午线、轻型复合装甲等领
域，是全球发展最快、用途最广的高科技纤维。作为增强材料，也用于高
压容器、火箭发动机外壳和雷达天线罩等。
芳纶1414特别适合作高速行驶或超重负载的汽车和飞机强化型轮胎
帘子线使用，具有很大发展前途。目前世界几大轮胎巨头米其林、固特异、
倍耐力等公司都已采用芳纶1414作为轮胎帘子线，大量用于高级轿车领
域。
表1 芳纶1313与芳纶1414对比表
间位芳纶/芳纶1313 对位芳纶/芳纶1414
工艺 一步法工艺，即低温溶液间歇聚合，原液经过过滤后直接进行湿法纺丝，水洗后干燥，切断后打包。 两步法工艺，低温溶液连续聚合，聚合
物分离后洗涤干燥后用浓硫酸重新溶
解，干喷湿法纺丝，纤维经过水洗后干
燥，卷绕成形。
性能 耐高温：分解温度371℃ 阻燃性：极限氧指数29 断裂强度：4-5g/d 初始模量：60-120g/d 耐高温：分解温度500℃
阻燃性：极限氧指数32
高强度：断裂强度20-27g/d
高模量：初始模量600-800g/d
用途 高温过滤材料；绝缘材料；消防服、赛车服；高温传送带。 个体防护：防弹衣、防弹头盔；防弹装
甲：装甲战车、运钞车；复合材料：汽
车轮胎帘子线；摩擦材料：刹车片；航