芳纶纤维复合材料讲诉.ppt

芳纶纤维复合材料  芳纶是由芳香族聚酰胺树脂纺成的纤维 凡聚合物大分子的主链由芳香环和酰胺键构成,且其中至少有85%的酰胺 基直接键合在芳香环上,每个重复单元的酰胺基中的氮原子和羰基直接与 芳香环中的碳原子相连接并置换其中一个氢原子的聚合物,称为芳香族聚 酰胺树脂。 国外称为芳酰胺纤维,我国定名为芳纶  张家  中国 sinhoo. com  实用于高性能复合材料的芳纶纤 维的主要品种 美国杜邦公司生产 ◆聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维 ◆聚对苯甲酰胺(PBA)纤维 日本帝人公司生产: ◆对位芳酰胺共聚纤维( Technora) 俄罗斯生产 ◆聚对芳酰胺苯并咪唑纤维(CBM) ◆ APMOC纤维 g今  杜邦公司PPTA纤维的主要牌号 在复合材料中应用最普遍的是PPTA纤维, Du pont 公司PPTA纤维的主要牌号有 ◆第一代(RI型): Kevlar-29、 Kevlar-49 ◆第二代(系列):Ha(高粘接型)、Ht( Kevlar-129、 高强型)、He( Kevlar-10、原液着色型)、 ( Kevlar-68、高性能中模型)、Hm( Kevlar-149、高 模型)、He( Kevlar-119、高伸长型) 我国芳纶纤维的主要牌号 ◆我国于20世纪70年代跟踪研制,于80年代初期试生产出 对苯甲酰胺(PBA)纤维,定名为芳纶Ⅰ(芳纶14) ◆又于80年代中期试生产出PPA纤维,定名为芳纶Ⅱ纶 1414),可批量生产。  (1)聚对苯甲酰胺(PBA)纤维 原料:对氨基甲苯甲酰氯盐或亚硫酸胺苯甲酰氯 PBA纤维工艺过程: ⅴ在有机极性溶剂中,经低温缩聚得到PBA树脂 ⅴ溶液纺丝(或制成粉末,再在溶剂中配成向列型液晶再纺 丝)。 ◆虽然芳纶Ⅰ比芳纶Ⅱ的拉伸强度低约20%,但拉伸模量却 高出50%以上,相当于 Kevlar-49的水平。 ◆芳纶I的起始分解温度(474℃)比 Kevlar-49的(520℃)6 低,但分解终点温度相近 ◆芳纶Ⅰ在高温下的强度保持率和热老化性能优于Keⅴ  (2)PPTA的结构 PPTA化学结构的特点是 ◇由苯环和酰胺基按一定规律有序排列构成。酰胺基的 位置接在苯环的对位上  ◇在芳纶中,分子内的骨架原子通过强共价键结合 高聚物分子间是酰胺基,由于酰胺基是极性基团, 其上的氢能够与另一个链段上酰胺基团中可供电子 的羰基(-C0-)结合成氢键,构成梯形聚合物,这种 聚合物具有良好的规整性,因此具有高度的结晶性。 ◇芳纶沿分子链方向(平行于纤维轴向)为强共价键 垂直于纤维轴向的分子间以氢键相连,因而纤维显 现各向异性(在轴向,o和;在横向,σ和P均歡 低) ◇苯环呈大共轭键(∏键),它难于旋转,所以 分子链具有线性刚性伸直链(棒状)构型,爆而 予 Kevlar纤维高强度、高模量和耐热性。