芳纶纤维完整版本.pptVIP

高性能纤维高性能纤维结构的共同点：①非常高的分子取向（结晶度）；②有序的侧向排列；③非常低的轴向缺陷含量。聚间苯二甲酰间苯二胺纤维独特而稳定的化学结构赋予芳纶1313诸多优异性能，通过对这些特性加以综合利用，一系列新产品不断地开发出来，在安全防护、高温过滤、电气绝缘、结构材料等领域的应用越来越广，普及程度越来越高，已成为军事、产业、科技等许多领域不可或缺的重要基础材料。

由于芳纶1313生产工艺极其复杂、技术难度大、投资成本居高不下等原因，长期以来，世界上仅美国、日本有能力生产，并控制着全球芳纶市场。值得骄傲的是，在我国，异军突起的烟台氨纶股份有限公司经过数年攻关，冲破各种艰难险阻，终于掌握了芳纶1313关键技术，并成功地实现了工业化生产,使我国成为世界上第四个芳纶生产国，打破了少数发达国家在这一领域的市场垄断。(2)聚对苯二甲酰对苯二胺纤维Poly(P-Phenleneterephthalamide)简称PPTA纤维2.4.3Kevlar纤维的制备简单流程图低温溶液缩聚法可得到特性粘度大于5的聚合体，但生产效率低。溶剂（HMPA)有毒，因此又发展了气相缩聚方法。2）纺丝溶液溶解浓硫酸干湿法纺丝聚合物PPTA纺丝溶液水洗、干燥热处理（Kevlar-29）Kevlar-49Kevlar-49化学结构的三个特征：①含有大量的苯环，内旋转困难，为处于拉伸状态的刚性伸直链晶体；②苯环与酰胺键交替排列，全处于对位，规律性好，对称性好，结晶性好；结构对性能的影响：①模量高。纤维这种苯环结构分子链刚性大，使它的分子链难于旋转。高聚物分子不能折叠，又成伸展态，形成棒状结构，并具有极高结晶度，从而使纤维具有很高的模量。②强度高。聚合物的线形结构使分子间排列得十分紧密，分子链堆积密度大，单位面积的分子链数目多，纤维具有较高的强度。③各向异性。沿纤维方向是强的共价键，而在纤维的横向是较弱的氢键，是纤维力学性能各向异性的主要原因。④韧性比CF好。主链仍有柔性链节。⑤耐热性好。尺寸稳定性好。由于苯环结构的刚性，使高聚物具有晶体的本质，使纤维具有高温尺寸的稳定性。⑥耐腐蚀性好。这种苯环结构由于环内电子的共轭作用，使纤维具有化学稳定性。2.4.5芳纶纤维的性能1）力学性能在有机纤维中芳纶纤维的力学性能是极其优异的，即使与无机纤维相比较，其强度也不逊色。（3）应力－应变曲线是一条直线，属于脆性断裂。断裂延伸率2.5%，高于CF低于GF。（4）密度小。Kevlar-49的密度1.45g/cm3，低于GF、CF，导致较高的比强度。(5)良好的韧性:分子主链上苯环间仍有柔顺的链节，微纤呈周期性弯曲，分子间氢键连接，使纤维具有一定的韧性。(6)各向异性。由子轴向是伸直的分子链，以化学键相连；横向分子链间仅以氢键作横向联结，使纤维具有各向异性特点，其横向强度及模量远低于纵向强度及模量。(7)抗压性能、抗扭性能较低。这是芳纶的致命弱点。抗压、抗扭性能差是因为分子间次价键连接、分子链呈弯曲状，受压缩、扭转时易纵向分层。(8)强度分散性大：纤维中及纤维表面仍存在有空隙等缺陷，它也像其他脆性纤维一样，强度分散性大。强度值与测试标距有关。(9)纺织性能好。因韧性大，纺织后纤维的强度保持率在90％以上。但(扭转)对强度的影响较其他纤维大，纱的捻度越大，强度损失越大。(10)抗蠕变性好、抗疲劳性好。2）热性能Kevlar-49纤维具有良好的热稳定性和良好的耐低温性。本身有耐火性，不燃烧。在高温下不熔融，升温到427℃，纤维未熔融，即发生碳化(T碳化427℃)。直至分解，不发生变形(Td500℃)。在-196℃低温下也不会变脆，仍能保持其性能。Kevlar-49纤维的Tg327℃，在空气中的长期使用温度一般不大于160℃。Kevlar-49纤维1000旦细纱在93℃空气中长期存放，其强度保持率87％，弹性模量保持率89.7％。短时间内暴露在300℃以上，对于强度几乎没有影响，因此短期使用温度可达300℃。3）耐化学稳定性除强酸与强碱以外，芳纶几乎不受有机溶剂、油类的影响。芳纶对紫外线是比较敏感的。若长期裸露在阳光下，其强度损失很大，因此应加能阻挡紫外光的保护层。在饱和湿度下