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[转帖]高科技特种纤维—芳纶 芳砜纶（2012-04-29 19:27:58）

标签：石油 石化 实验 聚合物 高分子 化工 纤维  

芳纶纤维诞生于20世纪60 年代末，全称是“芳香族聚酰胺纤维”（英文名Aramidfibers），简称芳纶。

芳纶纤维中最具实用价值的品种有两个，一是分子链排列呈锯齿状的间位芳纶纤维，我国命之为芳纶1313；一是分子链排列呈直线状的对位芳纶纤维，我国命之为芳纶1414。两者化学结构相似，但性能差异却很大，应用领域各有不同。

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，外观与普通化纤并无二致，却集众长于一身拥有多种特殊用途。

特种防护服

芳纶1313织物遇火时不燃烧、不滴熔、不发烟，具有优异的防火效果。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。若加入少量抗静电纤维或芳纶1414，可有效防止布料爆裂，避免雷弧、电弧、静电、烈焰等危害。

用芳纶1313 有色纤维可制作飞行服、防化作战服、消防战斗服及炉前工作服、电焊工作服、均压服、防辐射工作服、化学防护服、高压屏蔽服等各种特殊防护服装，用于航空、航天、军服、消防、石化、电气、燃气、冶金、赛车等诸多领域。除此之外，在发达国家，芳纶

织物还普遍用作宾馆纺织品、救生通道、家用防火装饰品、熨衣板覆面、厨房手套以及保护老人儿童的难燃睡衣等。

高温过滤材料

芳纶1313的耐高温性、尺寸稳定性以及耐化学性，使其在高温滤材领域占据主导地位。芳纶滤材广泛用于化工厂、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过滤，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。

蜂巢结构材料

用芳纶1313结构材料纸可制作仿生型多层蜂巢结构板材，具有突出的强度/重量比和刚性/重量比（约为钢材的9 倍），其质量轻、耐冲击、抗燃绝缘、耐腐蚀耐老化以及良好的透电磁波性等特点，适于制作飞机、导弹及卫星上的宽频透波材料和大刚性次受力结构部件（如机翼、整流罩、机舱内衬板、舱门、地板、货舱和隔墙等），也适合于制作游艇、赛艇、高速列车及其它高性能要求的夹层结构。

防弹纤维—芳纶1414

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，被认为是材料界发展的一个重要里程碑。

芳纶1414 有极高的强度，大于28 克 旦，是优质钢材的5～6 倍，模量是钢材或玻璃纤维的2～3 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）。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。

用于国防军工等尖端领域

为适应现代战争及反恐的需要，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映能力和防护能力。

用于航空航天领域

芳纶纤维树脂基增强复合材料用作宇航、火箭和飞机的结构材料，可减轻重量，增加有效负荷，节省大量动力燃料。如波音飞机的壳体、内部装饰件和座椅等成功地运用了芳纶1414 材料，重量减轻了30%。

用于高强轮胎帘子线

芳纶1414比重小，强度高，耐热性好，并且对橡胶有良好的粘附性，所以成为最理想的帘子线纤维。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作轮胎帘子线，大量用于高级轿车领域。

用于土木结构工程

由于芳纶1414具有轻质高强、高弹模、耐腐蚀、不导电和抗冲击等性能，可用于对桥梁、柱体、地铁、烟囱、水塔、隧道及电气化铁路、海港码头进行维修、补强，特别适合对混凝土结构的加固与修复。

在众多领域大显身手

芳纶1414还可在充气胶皮制品（如充气救生筏、充气舟桥等）、耐腐蚀容器、轻型油罐及大口径原油排吸管中作骨架材料；用于制作耐高温、耐切割防护手套；利用其自润滑性、耐热性和韧性，可代替有致癌物质的石棉制造隔热防护屏、防护衣及密封材料；还可替代石

棉和玻璃纤维来补强树脂，用作耐摩擦、绝热和电绝缘材料；制作舰船绳缆，海底电缆、雷达浮标系统和光导纤维增强绳缆；制造高强度低重量的运动器材，如滑雪板、划艇和皮艇等等。总之，凡要求高强度、耐拉伸、抗撕裂、防穿刺及耐高温的场合，都是芳纶1414大显身手

的领域，具有不可替代的优越性。

芳砜纶纤维属于对位芳纶系列，学名为聚苯砜对苯二甲酰胺纤维，商品名称特安纶。其制造工艺复杂，对产品的质量要求高，目前只有少数几个发达国家能生产这类纤维。我国科技人员在研制聚砜基酰胺（芳砜纶）纤维时，改变了国际上其他公司所采用传统工艺路线，使

产品性能比芳纶1313更优异。

更优异的耐热性和热稳定性

芳砜纶在250℃和300℃时的强度保持率分别为70％、50％，比芳纶1313纤维高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纤维已遭破坏。芳砜纶在250℃和300℃热空气中处理100小时后的强度保持率分别为90％和80％，而在相同条件下芳纶1313纤维仅为78％和60％。可见，芳砜纶的耐热性和热稳定性优于芳纶1313纤维，可在200℃的温度下长期使用。

更出色的阻燃性

芳砜纶和芳纶1313纤维都属难燃纤维，但芳砜纶的LOI 值高达33，比芳纶1313纤维高5 个百分点，阻燃性更佳。芳砜纶纤维所具有的高保护性能来自本身分子结构，而不是通过化学处理得来，这就意味着采用芳砜纶纤维的防护服的防热防火性能不会因穿着或洗涤而丧失，使用寿命因此而延长。试验表明，水洗100 次或干洗25 次对100％芳砜纶织物的阻燃性没有影响。当易燃纤维与芳砜纶纤维混纺时，即使有很小比例的芳砜纶纤维存在，也能限制熔融混合物的滴落，因此适于一般情况下的防护需要。这些性能使芳砜纶适合于制做炉前工作服、电焊工作服、均压服、防辐射工作服、化学防护服、高压屏蔽服、宾馆用纺织品及救生通道。

良好的染色性能

一般情况下芳纶1313纤维不可染，只有在加入一种有毒载体后可勉强上色，杜邦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。而芳砜纶纤维在常规的高温高压条件下即可染色，面料的后整理成本较低，在防护领域的应用

十分适合。

更多的芳纶厂，碳纤维厂的凝固浴，纺丝溶液的(DMAC/DMSO/NASCN)浓度都在使用美国EMC公司MPR E-Scan在线折光浓度仪。