芳纶纸
一、芳纶纸的发展现状：
ＮＯＭＥＸ纸。上世纪６０年代ＮＯＭＥＸ纸由杜邦公司开发成功。以ＮＯＭＥＸ短纤维和ＮＯＭＥＸ沉析纤维为造纸原料，斜网抄造湿法成型制成。ＮＯＭＥＸ纸的耐高温和优良电绝缘性，在高性能绝缘材料中得到充分发挥，是高性能电机、干式变压器等新型电气器材必须用材料。在过去几十年间，芳纶纸市场几乎被杜邦公司所垄断。短纤维由造纸用ＮＯＭＥＸ长丝切断成３～８ｍｍ制成，其主要贡献为纸的力学强度；沉析纤维由ＮＯＭＥＸ聚合物溶液经喷嘴流入高速旋转的ＮＯＭＥＸ沉淀剂中，在强剪切力作用下，聚合物分散凝固为二维结构薄的纤维絮状物组成，它是ＮＯＭＥＸ纸页结构中起短纤维间填充和粘结作用，因此沉析纤维的形态和结构对纸的性能影响很大，它的制造技术文献上很少有报道。杜邦公司以后又发明了对位芳纶和对位芳纶浆粕，其纤维强度和耐温性更高，用它作为造纸原料，使芳纶纸的性能大大提高。杜邦公司可以根据用途不同，开发不同型号的ＮＯＭＥＸ纸，其中最常用的几种型号是Ｔ４1１】（Ｔ４１０未经热轧的原纸）、Ｔ４１０（热轧的绝缘用纸）、Ｔ４ｌ４（与Ｔ４ｌ0不同热轧工艺的绝缘用纸）、Ｔ４ｌ２（蜂窝用纸）等，它们的性能比较如表２所示。
国产间位芳纶纸。近年来，间位芳纶纸在电气绝缘和蜂窝结构领域的用量越来越大，国内市场基本上使用杜邦的ＮＯＭＥＸ纸，最近烟台氨纶集团、上海圣欧集团实现了间位芳纶的工业化生产，他们的间位芳纶纸生产线已经实现了产业化，据报道烟台中表２不同型号ＮＯＭＥＸ．￣Ａｇ／性能比较（纸厚０．２５ｍｍ）试生产的芳纶纸大部分技术指标与ＮＯＭＥＸ纸相近，有兴趣读者可参考《高科技纤维与应用》２００８年第６期Ｐ２８￣３８上该公司发表的两篇文章，所列绝缘纸、蜂窝纸与ＮＯＭＥＸ纸的性能比较数据，总体上还是相接近的，但还存在一些差距，如表面光洁平滑程度、纸页致密度、产品稳定性和均匀性、强度和模量上都还需要进一步提高，当然国产纸也有一些地理和价格方面的优势。国内芳纶纸市场销量呈现快速增长态势，在大功率干式变压器、铁路电气化以及城市地铁、轻轨中所需的机载变压器、大型客机及大型军用运输机用芳纶纸蜂窝结构等项目上，要求高端芳纶纸材料，他们要求更高的可靠性、安全性和经济性，因此我们的芳纶纸生产在规模化、高性能化和高稳定性方面，要加快研究开发的步伐，以满足各行各业对高性能芳纶纸的迫切要求，间位芳纶纸作为一种综合性能优异的高性能材料，对于打破国外垄断。带动中国整个机电制造业升级，为航空航天和高速列车领域提供自主的材料来源，提高国防间位芳纶纸结构材料的应用规模和水平，具有特别重要的意义。国内开发芳纶纸的还有成都、杭州、新昌、福建、吉林等多家企业，由于芳纶纸的技术包含芳纶短纤维、沉析纤维、芳纶浆粕和斜网抄纸、原纸热轧等关键技术难度很大，国内的相关研究开发比较分散而又停留于科研试验阶段，一些生产企业对芳纶纸的生产线工装、工程设备、工艺过程监控等系统工程研究不足，从而使得国产芳纶纸的性能处于中低档水平。这些已经引起有关部门重视，最近好几次行业会议上明确指出要积极研定政策方针，引导产学研官协同攻关，提高产品质量，扩大市场空间。对位芳纶纸杜邦公司在上世纪９０年代推出对位芳纶纸ＫＯＲＥＸ，主要应用于蜂窝结构材料，由于对位芳纶的高强度、高模量和耐高温优异性能，与ＮＯＭＥＸ纸相比性能大大提高。日本帝人公司和王子制纸公司在２０００年商品化对位芳纶纸，面密度只有３６ｇ／ｍ２和５５ｇ／ｍ２，应用于电子印刷线路板基材，其力学强度高、轻薄小型化、耐热稳定性好、高温下尺寸稳定，高频下有低的介电常数和介电损耗。
二、芳纶纸抄造工艺
从中芳纶纤维纸由短切纤维和沉析纤维配抄而成。短切纤维（Floc）[5]、[7]是连续长丝切成的短段纤维。每根都具有相同形状和近似尺寸。其直径约0.01mm，长度约6.3mm。它以纵横交错紊乱散布于纸页中，起着增强作用，使纸具有较高机械强度和抗撕性能。沉析纤维”（Fibrid）是采用沉析机沉析而成，是不规则的类似植物纤维纸浆形成的微段。长约1～7mm，长宽比约50～1000，形如撕碎的薄膜条带或拉断的乱丝，从纤毛状至帚条状。它可单独成纸，赋予纸页以纸的通性。两种芳纶纤维都有各自的特性和作用，所以需要研究确定一个合适的配比，使芳纶纸的性能较全面地得到体现。经过前期大量实验，得出了较优的芳纶纸纤维配比，举例说明芳纶纸在不同沉析纤维与短切纤维配比下性能如表5所示。
三、芳纶纸项目举例
1.简介
高性能芳纶纸是目前世界上耐高温、绝缘纸中发展最快的特种化学纤维纸。它不但具有优良的物理机械性能，还具有较好的热稳定性、阻燃性、电绝缘性和耐辐射性，是航空、航天、国防、电子、通讯、环保、化工和海洋开发等领域中的重要基础材料。
我国的高性能芳纶纸全部依赖进口，促使美国杜邦公司和日本帝人公司联手垄断中国市场。高性能芳纶纸技术含量高，产品附加值大，每吨芳纶纤维的价格在15～20万元人民币。现在国内仅用于复合绝缘纸的高性能芳纶纸大概有1200吨的市场需求，主要是杜邦生产的，价格在40万元人民币／吨左右。本项目已成功完成国家科技攻关课题“芳纶1313纤维产业化技术开发”项目。目前，高性能芳纶纸各项性能均可以与杜邦公司Nomex产品相媲美。
2.接产条件
1 主要设备及其总投资
主要设备为幅宽500～1000的圆网多缸纸机或斜网纸机。视纸机不同项目总投资为：2000～4000万元。
2 水、电、汽要求
1）日用水量2000m3；2）年用电量240万度；3）年用煤量1700吨。
3 一般年生产能力： 1000吨/年
三、经济效益
1 主要的原材料及价格 芳纶纤维：15～20万/吨
2 产品芳纶纸售价：30～40万/吨
3 年销售收入：30000万元
4 投资额：2000～4000万元
5 年利税总额：年利润9000万元，年税金3000万元
在对位芳纶浆粕之前,杜邦公司于1967 年就研制出间位芳纶( Nomex )纸,它以间位芳纶短纤维和沉析纤维为原料, 采用斜网成型湿法抄纸, 随后干燥热压得到Nomex 纸, 是一种耐高温有优良电性能的绝缘材料。然而对位芳纶纸与Nomex 纸相比,有相同
性能也有明显区别,是二种不同的高性能纸产品。
过去间位芳纶纸成型时,要用沉析纤维( 也称间位芳纶浆粕) 和3~ 5mm 短切纤维混合打成纸浆才能抄纸, 对位芳纶纸也要采用这一种方法。现在专门生产了一种造纸用纸浆, 使纸浆纤维的长度分布为0. 2~ 3. 0mm, 其中纤维较长的纸浆含量约为40%, 用它可直接抄纸, 节省了混合打浆过程, 不用价格较高的短切纤维, 降低了产品的成本,为高性能新产品的开发打下了基础。
以无纺布为原料制作成的纤维纸 纤维纸是电工中所用的一种固体材料，该种纸的生产方式是纤维→无纺布→纸。有植物纤维纸和合成纤维纸，纤维纸的密度（或称紧度）范围广，通过对原材料和造纸方法的调节，可以获得技术中需要的各种纸。该种纸的生产方式主要是采用梳理、纺熔、气流等成网方式，将纤维铺成网状，利用各种固网方式将纤维制成布状，后将无纺布经过高温高压的方式使布变成纸，纤维之间的作用力主要靠自身之间的缠结以及外加物质的粘合或者纤维间的熔合，类似于纸但有别于目前市面的普通纸，其干湿强度均优于普通纸，根据不同的纤维做成的用于不同领域。下面将部分纸予以介绍： 1、涤纶纸 涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是我国聚酯纤维的商品名称。它是以精对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（EG）为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），经纺丝和后处理制成的纤维。 2、芳纶纸 芳纶全称为"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。 3、锦纶纸 聚酰胺纤维俗称尼龙（Nylon），英文名称Polyamide（简称PA），密度 1.15g/cm3;，是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定。是美国著名化学
纸基电子器件3D打印 近日，中科院理化所研究员刘静带领的科研团队，继提出液态金属印刷电子学方法后，首次成功研制出室温下直接生成纸基功能电子电路乃至3D机电器件的桌面式自动打印设备原型样机，为新技术向普及化推进迈出了关键的一步。 应用该系统，只需提前设定好控制程序，即可在普通的铜版纸上自动打印出电路、天线等电子器件并实现封装；特别是通过设置各类导电或绝缘类油墨间的层叠组合程序，还可实现3D机电复合系统的直接打印，这一特性并不为现有技术所具备。 3D打印是当前世界范围内的前沿热点，但已有方法大多只能实现模型自身的打印，尚不易完成包含电子功能在内的器件制造需求，可在室温下同时打印电气系统乃至机械及封装部件的液态金属印刷电子学为此带来了新希望。 作为电子制造领域的新前沿，所见即所得的液态金属印刷电子学为常温下直接制造柔性电子开辟了一条方便快捷且有望实现普及化应用的途径。实验室前期的一系列基础性工作，展示了这一直写技术的优势。然而，要使该技术飞入“寻常百姓家”，必须研发出适用面广、成本适中的桌面自动打印系统；同时，若能直接采用便携、可折叠、价格低廉、易降解、可循环使用的纸张作为电子的打印基底，则势必进一步拓宽技术的应用层面。 理化所团队基于上述需求特点的考虑，通过对系列关键科学问题的攻关，实现了电子打印技术的基础性突破。 液态金属桌面式机电打印系统技术的建立，实际上源于实验室长期努力的结果。早在10余年前，刘静就带领团队围绕当时在国内外鲜为人知的室温金属流体展开研究，先后提出了一系列在信息、能源及医疗领域有着重大应用价值的原创性技术。 特别是该小组近年来提出了有望改变传统电子电路制造规则的室温液态金属印刷电子学方法，形成了系列重要技术和专利，如生物体表医用电子电路直写技术、透明导电薄膜技术、纸上可印刷式微小温度传感器技术、柔性电路直写技术等，目前这一方法已被命名为梦想油墨技术；相应工作在国内外引起较大反响。 总的说来，基于DREAMInk的桌面打印方法的成功实现及所引申出的打印工具，为电子器件的个性化制造创造了条件，有可能影响到未来电子技术的发展模式。同时，研究中论述的PCP理念再次表明，纸张既可以作为文字的载体，也可集成诸多电子元件，这有助于促成DIY电子的普及。
世界对位芳纶发展分析 发布时间：2012-03-31 来源：中国橡胶网作者：燕丰 一、新产品开发现状 当今，对位芳纶的发展特点是以技术先进性推进应用产品升级换代。杜邦公司开发了一系列的对位芳纶新品种，如超高强型Kevlar129，强度比Kevlar29提高20%，韧性更强；先进性纤维Kevlar K29AP牌号强度比标准的K29纤维强度要高出15%；超高模量型Kevlar149模量较Kevlar49提高25%，而回潮率仅为普通PPTA纤维的25%～50%。同时，还开发了高强高模量的芳纶丝束Kevlar49HS、用于橡胶工业的粘合活化芳纶丝Kevlar Ha、警用防弹衣织物Kevlar Protera的超细芳纶等。此外，杜邦公司还在不断开拓新的应用领域，如开发轻质高强的凯夫拉纤维，提高防护性和功能性。 帝人公司开发了专用于胶管和输送带增强的芳纶丝束Twaron1014和Twaron1015，与标准型号Twaron1008相比，除了力学性能更适用于胶管和输送带的要求外，这两种产品还经过活化处理，应用时只需要一步浸胶即可与橡胶基体粘合良好；Twaron2100是专为传动带开发的芳纶丝束，与标准型Twaron1008相比，它有相当低的模量，改善了耐弯曲和耐压缩疲劳性能，动态性能出色；Twaron2300则专为动力胶管和高性能传动带开发，特点是同时具有高勾结强度和拉伸强度；防弹专用的Twaron1008CT超细芳纶，能显著提高防弹性能；Technora T700纤维抗冲击性能是碳纤维的3倍，模量是芳纶II的2倍，与树脂的粘合力提高10%，可作为碳纤维复合材料的补强材料，改进其抗冲击强度。帝人公司新开发的产品SulfronTM可使轮胎滚动阻力减少20%，意味着燃油消耗减少5%。 德国Acordis公司近期开发出高性能超细对位芳纶，它既不燃烧，也不熔融，还有很高的强度和极大的抗切割能力，主要可用于生产既耐高温又抗切割的各种纺织服装装备。 俄罗斯在杂环芳纶方面也不断开发出新产品，如Artee纤维，其强度高达35cN/dtex，模量200GPa，浸渍环氧树脂后的纤维强度为5.39GPa。 二、世界对位芳纶生产厂家现状 目前，世界对位芳纶的总生产能力约为7.50万t/a，其中杜邦公司是最大的生产企业，生产能力占总生产能力的48.7%；其次是帝人公司，生产能力约占34.7%，其他国家和公司仅有少量生产。主要的生产厂家有美国杜邦公司（生产能力为2.45万吨
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。 6、耐辐射性 芳纶纸耐β、α和χ射线的辐射性能十分优异。例如在50KV的χ射线辐射100h，它的强度保持原来的73％，而此时的涤纶和锦纶产品已经变成粉末；在β射线辐射量积累到1000Mrad时，其强度仍基本保持不变。
然而，我国对位芳纶纤维的研发起步较晚。因技术研发实力等原因，一直未有规模化生产芳纶1414的企业。而今年以来，苏州兆达特纤科技有限公司在建总投资2.6亿元，年产1000吨对位芳纶技术产业化项目的一期年产500 吨对位芳纶于2010年7月投入运行。 目前全球芳纶产能主要集中在日本和美国、欧洲；生产对位芳纶的厂家主要有美国杜邦公司、日本帝人公司和俄罗斯耐热公司等，前两家公司的年产量分别占世界总产量的55%和40%；仅美国Kevlar纤维目前就有十多个牌号，每个牌号又有数十种规格。 中国从20世纪60年代初开始研究开发间位芳纶生产技术，直到2004年，该项技术才得以攻破，烟台氨纶股份有限公司在国内率先实现间位芳纶的工业化生产，打破了国外公司垄断的局面。到2009年，烟台氨纶股份有限公司的间位芳纶生产能力已达到4300t／a，在世界间位芳纶供应商中列居第二位。除烟台氨纶外，中国苏州圣欧、广东彩艳公司也共有1 000t／a 的间位芳纶生产装置投产，使得中国在全球仅有的6个间位芳纶供应商中占据了3席。间位芳纶的国产化大大拉动了上下游产业的发展。在中国纺织工业加工制造优势明显的背景下，全球间位芳纶产业特别是间位芳纶下游加工业出现了明显向中国转移的趋势。 而随着国内市场需求不断扩大，对位芳纶需求量也与日俱增。据统计，我国每年直接和间接进口对位芳纶及相关制品总额达10亿元人民币，进口量达3000吨，年需求量达5000吨～5500吨，市场潜力巨大。在我国，芳纶纤维的主要用途是光纤补强材料，其次为防弹材料领域。 然而，我国对位芳纶纤维的研发起步较晚。因技术研发实力等原因，一直未有规模化生产芳纶1414的企业。而今年以来，苏州兆达特纤科技有限公司在建总投资2.6亿元，年产1000吨对位芳纶技术产业化项目的一期年产500 吨对位芳纶于2010年7月投入运行；河北硅谷化工公司1000t／a芳纶Ⅱ2006年试车投产，其产品芳纶Ⅱ产品命名为特威纶（Teweil un Fibre）并开始销售。 广东彩艳股份公司研制生产的芳纶Ⅲ是杂环共聚酰胺纤维，其力学性能、复合强度、耐温性能均高于芳纶1414，其中复合强度比芳纶1414高30%以上，可以达到5000Mpa；模量高10%，可以达到145-150GPa以上。 中国纺织工业协会于2007年10月15日在上海市组织和主持了艾麦达纤维科技有限公司“100 吨／年对位芳纶纤维制造中试研究”项目鉴定会。 2010年8月20日上午，中国石化“十条龙”科技攻关项目之一——“对位芳纶的力学性能与结构形态的表征“和“百吨级对位芳纶工业化试验装置成套技术开发”项目在仪化通过了由中国石化科技发展部组织的审查。 河南神马集团有限公司2005年10月成立赛尔项目，开始进行对位芳纶纤维的聚合纺丝及其产业化技术研发，并建设了年产500吨对位芳纶纤维生产线。2007年8月，集团打通
我国复合材料行业发展概况 （一）行业现状 1、全球复合材料行业发展分析 复合材料作为一种新材料诞生于二十世纪30 年代。第二次世界大战期间，玻璃钢首先被用于军工产品，并先后在美国、英国、德国、法国、前苏联及日本等国家发展起来。到二十世纪60 年代以后，由于玻璃钢的优异特性，其逐步被应用于民用领域，截止到80 年代初期，玻璃钢品种已经达到35000种以上。此外，从70年代后期，随着高新技术的发展，高硅氧纤维、碳纤维、芳纶纤维等高性能纤维及其复合材料先后得到开发和应用。 此后，全球复合材料工业经历了长期的向上发展，复合材料制品先后进入建筑、化工、航空航天、汽车、风电等重要市场。尤其是进入21 世纪以来，全球复合材料市场快速增长。 2、2012-2015 年全球复合材料市场规模 据JEC 测算，2015 全球复合材料行业总产值约为780亿美元，2016年达到820 亿美元，预计到2021将达到1,030 亿美元。与此同时，2015 年全球复合材料总产量1,040 万吨，2016 达到1,080 万吨，预计到2021 年将达到1,290 万吨，年均增长4%左右。 近年来受全球经济危机及世界各国经济发展进程不同的影响，全球复合材料市场结构正在逐步发生变化，美、日、欧等发达国家和地区复合材料市场相对饱和，增速较为缓慢，而亚太地区长期以来人均复合材料消费水平相对较低，市场潜力巨大，因此近年来保持稳定增长。据中国复合材料工业协会测算，截至到2016年，全球复合材料市场价值总规模约为810亿美元，产量规模约为1,139 万吨，具体市场规模变化情况如下：
3、2016 年全球复合材料市场规模区域分布 根据2016 年3 月法国JEC 集团公布的最新评估报告，2016 全球复合材料市场价值规模约为820 亿美元，其中：亚洲地区产值占比43%（中国大陆地 区产值占比25%）；北美地区产值占比30%；欧洲地区产值占比21%；非洲和中 东地区产值占比4%；南美地区产值占比2%。 北美地区虽然在产量上与欧洲基本持平，但由于其应用市场主要为航空航天、交通运输等领域，产品附加值相对较高，市场规模也大于欧洲地区。而亚洲地区虽然复合材料总产量已达全球总产量的50%，但市场份额却只占全球复合材料市场份额的43%。相对欧美地区而言，亚洲复合材料产值不高，应用领域相对低端，未来发展需要进行产业结构调整，不断提升复合材料产品质量和档次水平。 4、我国复合材料行业发展概况 我国复合材料行业诞生于1958 年，前期发展以北京玻璃钢研究设计院、哈尔滨玻璃钢研究院、上海玻璃钢研究院等一批国家科研院所为主。改革开放之后，我国复合材料产业链上下游不断健全，行业迅速发展壮大，尤其是民营复合材料生产企业如雨后春笋般快速成长。当前复合材料产业特征如下： 产业链整体发展完善。截至到2016 年，我国大陆地区玻璃纤维纱年产量达到362 万吨，占世界总产量的50%以上。在三大玻纤生产企业的带领下，玻璃纤维行业技术实力及产品质量不断提升，玻纤品种已经由普通中碱和无碱纱为主，转变为以无氟无硼高性能玻纤纱为主，并能根据市场和客户需求实现差异化生产和供应。除此之外，国内碳纤维、芳纶纤维生产技术和产量规模正在不断提升，酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂及乙烯基树脂等基体树脂的质量以及工艺
关于国内纸基摩擦材料的发展现状分析 纸基摩擦材料具有静、动摩擦系数比值小，运转平稳柔和、低噪音、无震动、吸收能量强和环保低成本等特点。克服了传统粉末冶金铜基摩擦材料动摩擦系数低，静、动摩擦系数比值大，运转震动大等缺点。由于纸基摩擦材料的居多优点，从70年代开始摩擦材料生产厂家大多数都先后纷纷研制或挖人才效仿制造。经历三十多年的漫长过程，虽然已经形成一定规模的生产量，逐渐被用户接受，已经广泛应用于摩托车、自行车、汽车、叉车、拖拉机、工程机械、船舶、起重机械、民用家电等的湿式离合器或制动器中。但是大多数产品还处于小批量生产阶段，生产设备简陋，以手工操作为主或借用传统的粉末冶金摩擦片的加工方法，产品的机械性能和摩擦磨损性能稳定性、统一性较差，如尺寸公差、外观、色差、空隙率、均匀度等方面与国外先进产品相比还存在着一定差距。本人多年关注纸基摩擦材料的发展，并且参与纸基摩擦材料的生产设备和生产工艺的研究，对近几年来我国纸基摩擦材料的发展状况有比较浅草了解，提出个人看法仅供参考。 一．纸基摩擦材料的成本优势 粉末冶金铜基摩擦材料由于生产厂家不断发展和扩大，竞争日趋激烈，加之有色金属是不可再生资源，价格不断上涨，以铜粉为例2000年后平均每年涨幅在15%以上，而成品价格由于各生产厂家的竞争因素基本不变，随着社会发展近年来工厂某些运作成本不断提高，所以粉末冶金摩擦材料的生产成本不断提高。利润空间越来越小，目前铜基摩擦材料大多数产品基本上不存在技术知识产权价格因素和品牌价格因素。近年来生产摩擦材料的民营个私企业不断涌现，而且迅速形成规模生产，这类企业相对运作成本较低对市场的冲击较大。所以对规模型生产摩擦材料的老企业经受着越来越严谨的考验，必须重视企业的内功修炼，一方面保持和提高产品质量占居行业的品牌地位，进行设备
我国芳纶纤维的生产、应用 状况及存在的问题 摘要：芳纶纤维是一种高强度、高模量，并具有良好的热稳定性的增强型和功能型纤维材料，多以复合材料的形式应用。文章阐述了目前我国芳纶纤维生产发展状况，介绍了芳纶纤维在军工、航空和汽车等领域的应用状况，讨论了我国芳纶纤维存在的一些主要问题。 关键词：芳纶纤维，生产，应用 芳纶纤维是一种分子构型沿轴向伸展、分子排列整齐、高结晶度、高取向度的材料，具有相对密度小、耐疲劳、耐剪切等一系列优异性能。它具有的很高伸直平行度和取向度的分子结构决定了芳纶纤维具有高强度和高模量，并具有良好的热稳定性。芳香族聚酰胺分为邻位、间位、对位。邻位类无商业化价值，间位、对位的芳香族聚酰胺已商品化生产。间位类通常指芳纶1313，其以耐热性、难燃性和耐药品性优异为特征；对位类通常指芳纶1414，其以高强力、高弹性模量和耐热性为特征。我国于20世纪80年代初研制的两种纤维产品分别是芳纶1414[聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）]纤维和芳纶14[聚对苯甲酰胺]纤维，统称为芳纶纤维，其中以PPTA应用最为广泛。杜邦和恩卡公司分别把PPTA注册为Kevlar和Twaron商品名[1]。 1.芳纶纤维生产发展现状 1.1芳纶纤维的基本概况 我国芳纶纤维的研制开发起步较晚，从20世纪80年代起，国内先后有多家企业、高校和研究所对芳纶国产化进行了深入研究，主要有晨光化工研究院、东华大学、上海合成纤维研究所、沈阳红星、广东彩艳、烟台氨纶、河南神马、航天科工六院等进行了研究开发。目前，我国间位芳纶已攻破技术难关，产品性能稳定，基本上实现了产业化生产，国产产品在国内占有一定的市场份额，并且还有部分产品出口到国际市场。但我国对位芳纶纤维发展较慢，一些科研院所和企业建设了中试装置，但产量较小，产品质量与国外产品也有一定差距。 1 / 9
芳纶纤维的研究现状及其发展展望 摘要 芳纶纤维是芳香族聚酰胺类纤维的通称，国外商品牌号叫凯芙拉（Kevlar）纤维，我国命名为芳纶纤维。 芳香族聚酰胺纤维最早开发于20世纪60年代初，1962年美国杜邦公司率先研制出商品名为“Nomex”的间位芳纶，并于1967年开始工业化生产；1966年又研制出商品名为“Kevlar”的高性能芳纶，并于1971年开始工业化生产。目前全球从事芳纶1414生产的厂家主要有美国杜邦公司(Kevlar)、日本帝人公(Twaron、Technora)、俄罗斯耐热公司(Pycap)等。 我国芳香族聚酰胺纤维的研制始于20世纪70年代。从上世纪80年代开始，我国还进行了芳纶I(芳纶14)和芳纶Ⅲ(一种新型芳香族共聚酰胺纤维)的研究，但仅限于小试和中试阶段，未能实现规模化生产。多年来，我国一直致力于高性能芳纶国产化、规模化的技术开发。 芳纶纤维是综合性能优异，性价比理想的有机耐高温纤维，在先进复合材料、防弹制品、建材、特种防护服装、电子设备等领域具有广阔的应用前景。芳纶纤维产业将迎来大发展，将成为世界上应用量最大、用途最广的高性能纤维。 关键词：芳纶，生产工艺，市场分析，前景
The Present Situation and The Outlook of Aramid Fiber ABSTRACT Aromatic polyamide fiber is of aramid fiber collectively, foreign goods brand called kay fulla (Kevlar) fiber, our country named aramid fiber. Aromatic polyamide fiber the earliest development in the early 1960s, in 1962 the United States dupont takes the lead in developing a commodity, called "Nomex" between a aramid, and in 1967 started to industrial production; 1966 years and developed the goods, called "Kevlar" high performance of aramid, and in 1971 started to industrial production. Now engaged in the production of aramid 1414 global manufacturer mainly American dupont (Kevlar), Japanese emperor people male (Twaron, Technora), Russia (Pycap) heat. The development of aromatic polyamide fiber in our country the development began in the 1970s. Since the 1980s, China is still the aramid I (aramid 14) and aramid Ⅲ (a new type of aromatic polyamide fiber), but only for small and pilot phase, failed to realize large-scale production. For many years, our country has been committed to the localization of high performance, large scale aramid fiber technology development. Aramid fiber is variety performance is excellent, price ideal organic high temperature resistant fiber, in advanced composite materials, bulletproof products, building materials, special protective clothing, electronic equipment etc has wide application prospects. Aramid fiber industry will have big development, will become the world's largest application , use is the most extensive high performance fibers. KEY WORDS: Aramid, Production process, Market analysis, Prospects
芳纶布的种类及特性 芳纶布，即凯芙拉布，芳纶纤维布，芳纶织物。 主要有以下几种 1、芳纶纤维无捻粗纱织物，主要用芳纶1414长丝，无捻粗纱是由平行原丝或平行单丝集束而成的。生产粗纱所用芳纶纤维的单丝直径从5～15μm不等。无捻粗纱的号数从100号到8000号（tex）。无捻粗纱可直接用于某些复合材料工艺成型方法中，如特种纺织、片材预浸、管道缠绕、型材拉挤等工艺，无捻度的纱线因其张力均匀，可织成无捻粗纱布和特种芳纶织物，用于航天、国防、军工等特种行业。 2、芳纶无纺布，毡片，芳纶纸，用于绝缘保温 3、芳纶纤维加捻细纱布，芳纶织物，芳纶面料，主要用芳纶1313或少量1414短纤 （1）芳纶纤维加捻细纱布主要是指用芳纶1313或少量1414短纤维纱线加捻后织造的各种织物。主要用于防火阻燃等领域。织物的特性由纤维性能、经纬密度、纱线结构和织纹所决定。经纬密度又由纱结构和织纹决定。经纬密加上纱结构，就决定了织物的物理性质，如重量、厚度和断裂强度等。有五种基本的织纹：平纹、斜纹、缎纹、罗纹和席纹。 （2）芳纶加捻织带，分为有织边带(光边带)和无织边带（毛边带）主要织法是平纹。用于制造高强度、介电性能好的电气设备零部件以及汽车胶管等。 （3）芳纶帘子布，即加捻的芳纶单向织物浸胶而成,其特点是在经纱0度或者纬纱90度方向上具有高强度。其中经向单向织物是一种粗经纱和细纬纱织成的四经破缎纹或长轴缎纹织物，用于飞机轮胎和高级汽车轮胎。 （4）立体织，立体织物是相对平面织物而言，其结构特征从一维二维发展到了三维，从而使以此为增强体的复合材料具有良好的整体性和仿形性，大大提高了复合材料的层间剪切强度和抗损伤容限。它是随着航天、航空、兵器、船舶等部门的特殊需求发展起来的，目前其应用已拓展至汽车、体育运动器材、医疗器械等部门。主要有五类：机织三维织物、针织三维织物、正交及非正交非织造三维织物、三维编织织物和其它形式的三维织物。立体织物的形状有块状、柱状、管状、空心截锥体及变厚度异形截面等。 （5）异形织物，异形织物的形状和它所要增强的制品的形状非常相似，必须在专用的织机上织造。对称形状的异形织物有：圆盖、锥体、帽、哑铃形织物等，还可以制成箱、船壳等不对称形状。 （6）槽芯织物，槽芯织物是由两层平行的织物，用纵向的竖条连接起来所组成的织物，其横截面形状可以是三角形或矩形。 （7）缝编织物，亦称为针织毡或编织毡，它既不同于普通的织物，也不同于通常意义的毡。最典型的缝编织物是一层经纱与一层纬纱重叠在一起，通过缝编将经纱与纬纱编织在一起成为织物。 3、组合芳纶布 即把芳纶毡、芳纶无捻粗纱织物和芳纶无捻粗纱等，按一定的顺序组合起来的芳纶复合布。 青岛新天成纺织有限公司创立于1976年（原青岛第十三棉纺织厂）至今已有37年历史。公司占地60余亩，职工300多名，拥有纱锭37000枚，倍捻锭2000枚，织布机100台，主要生产各种规格芳纶线，阻燃线，芳纶缝纫线，芳纶布，纱线，丙纶纱线和面料，阻燃缝纫线，芳纶纱线和面料，及其它芳纶类产品下面就由青岛新天成纺织来给大家介绍下苏伦布的特性。 1、良好的机械特性间位芳纶是一种柔性高分子，断裂强度高于普通涤纶、棉、尼龙等，伸长率较大，手感柔软，可纺性好，可生产成不同纤度、长度的短纤维和长丝，在一般纺织机械制成不同纱支织成面料、无纺布，经过后整理，满足不同领域的防护服装的要求。
北京科技大学 材料科学与工程选论 姓名：张欣悦 学号：B20130195 专业：材料科学与工程 班级：2013级博3班 二零一四年九月
纸基摩擦材料研究综述 1 纸基摩擦材料的发展概况 随着机电液一体化技术的飞速发展，各类新型液力驱动的湿式离合器和制动器得到广泛应用，在这种湿式离合器和制动器中是靠多对摩擦片传递扭矩，其中摩擦片大部分是采用纸基摩擦片，摩擦片既是关键零件又是易损件。图1所示是捷达宝来轿车M01自动变速低速档离合器K1的分解图，其摩擦片全部是纸基摩擦片。纸基摩擦片的外观如图2所示。 图1 捷达宝来轿车M01自动变速器离合器K1部件分解示意图 1. 弹性挡圈 2. 压盘 3. 内片 4. 外片 5. 压板 6. 波形弹簧垫圈 7. 弹性挡圈 8. 活塞盖 9. 弹簧 10. 活塞11. 带涡轮轴的离合器壳12. 圆形密封圈13. 活塞环
纸基摩擦材料是20世纪50年代出现的一种多孔的、高弹性的湿式摩擦材料，主要由纤维、粘结剂、摩擦性能调节剂、填料等组成，通常采用类似造纸的工艺生产，因而被称为“纸基”。纸基摩擦材料是一种在油介质中工作的新型摩擦材料，与其他摩擦材料相比，具有摩擦系数高、动/静摩擦系数接近、传送扭矩能力强、结合柔和、噪音小、不伤对偶等一系列优点，因而被广泛采用。纸基摩擦材料主要用于各类车辆和工程机械、机床、船舶、矿山机械等行业湿式离合器和制动器中，特别是作为汽车自动变速器中湿式离合器的摩擦材料，更具有广阔的应用前景。 图2 纸基摩擦材料摩擦片 国外纸基摩擦材料出现于五十年代末，其经历了从石棉纸基片到无石棉纸基材料，从轻载工况到重载工况，从低能量、低功率吸收到高能量、高功率吸收的发展过程，该种材料已广泛应用于汽车、船舶、工程机械、矿山机械等领域的离合器、制动器中。目前，世界上较大的机械传动制造商，在其湿式制动器和离合
芳纶纸 一、芳纶纸的发展现状： ＮＯＭＥＸ纸。上世纪６０年代ＮＯＭＥＸ纸由杜邦公司开发成功。以ＮＯＭＥＸ短纤维和ＮＯＭＥＸ沉析纤维为造纸原料，斜网抄造湿法成型制成。ＮＯＭＥＸ纸的耐高温和优良电绝缘性，在高性能绝缘材料中得到充分发挥，是高性能电机、干式变压器等新型电气器材必须用材料。在过去几十年间，芳纶纸市场几乎被杜邦公司所垄断。短纤维由造纸用ＮＯＭＥＸ长丝切断成３～８ｍｍ制成，其主要贡献为纸的力学强度；沉析纤维由ＮＯＭＥＸ聚合物溶液经喷嘴流入高速旋转的ＮＯＭＥＸ沉淀剂中，在强剪切力作用下，聚合物分散凝固为二维结构薄的纤维絮状物组成，它是ＮＯＭＥＸ纸页结构中起短纤维间填充和粘结作用，因此沉析纤维的形态和结构对纸的性能影响很大，它的制造技术文献上很少有报道。杜邦公司以后又发明了对位芳纶和对位芳纶浆粕，其纤维强度和耐温性更高，用它作为造纸原料，使芳纶纸的性能大大提高。杜邦公司可以根据用途不同，开发不同型号的ＮＯＭＥＸ纸，其中最常用的几种型号是Ｔ４1１】（Ｔ４１０未经热轧的原纸）、Ｔ４１０（热轧的绝缘用纸）、Ｔ４ｌ４（与Ｔ４ｌ0不同热轧工艺的绝缘用纸）、Ｔ４ｌ２（蜂窝用纸）等，它们的性能比较如表２所示。 国产间位芳纶纸。近年来，间位芳纶纸在电气绝缘和蜂窝结构领域的用量越来越大，国内市场基本上使用杜邦的ＮＯＭＥＸ纸，最近烟台氨纶集团、上海圣欧集团实现了间位芳纶的工业化生产，他们的间位芳纶纸生产线已经实现了产业化，据报道烟台中表２不同型号ＮＯＭＥＸ．￣Ａｇ／性能比较（纸厚０．２５ｍｍ）试生产的芳纶纸大部分技术指标与ＮＯＭＥＸ纸相近，有兴趣读者可参考《高科技纤维与应用》２００８年第６期Ｐ２８￣３８上该公司发表的两篇文章，所列绝缘纸、蜂窝纸与ＮＯＭＥＸ纸的性能比较数据，总体上还是相接近的，但还存在一些差距，如表面光洁平滑程度、纸页致密度、产品稳定性和均匀性、强度和模量上都还需要进一步提高，当然国产纸也有一些地理和价格方面的优势。国内芳纶纸市场销量呈现快速增长态势，在大功率干式变压器、铁路电气化以及城市地铁、轻轨中所需的机载变压器、大型客机及大型军用运输机用芳纶纸蜂窝结构等项目上，要求高端芳纶纸材料，他们要求更高的可靠性、安全性和经济性，因此我们的芳纶纸生产在规模化、高性能化和高稳定性方面，要加快研究开发的步伐，以满足各行各业对高性能芳纶纸的迫切要求，间位芳纶纸作为一种综合性能优异的高性能材料，对于打破国外垄断。带动中国整个机电制造业升级，为航空航天和高速列车领域提供自主的材料来源，提高国防间位芳纶纸结构材料的应用规模和水平，具有特别重要的意义。国内开发芳纶纸的还有成都、杭州、新昌、福建、吉林等多家企业，由于芳纶纸的技术包含芳纶短纤维、沉析纤维、芳纶浆粕和斜网抄纸、原纸热轧等关键技术难度很大，国内的相关研究开发比较分散而又停留于科研试验阶段，一些生产企业对芳纶纸的生产线工装、工程设备、工艺过程监控等系统工程研究不足，从而使得国产芳纶纸的性能处于中低档水平。这些已经引起有关部门重视，最近好几次行业会议上明确指出要积极研定政策方针，引导产学研官协同攻关，提高产品质量，扩大市场空间。对位芳纶纸杜邦公司在上世纪９０年代推出对位芳纶纸ＫＯＲＥＸ，主要应用于蜂窝结构材料，由于对位芳纶的高强度、高模量和耐高温优异性能，与ＮＯＭＥＸ纸相比性能大大提高。日本帝人公司和王子制纸公司在２０００年商品化对位芳纶纸，面密度只有３６ｇ／ｍ２和５５ｇ／ｍ２，应用于电子印刷线路板基材，其力学强度高、轻薄小型化、耐热稳定性好、高温下尺寸稳定，高频下有低的介电常数和介电损耗。
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。间位芳酰胺纤维的品种有Nomex、Conex、Fenelon纤维等。美国杜邦生产的Kevlar纤维，目前就有Kevlar一49、Kevlar－29等十多个牌号，每个牌号又有数十种规格的产品。杜邦公司在去年宣布将扩大Kevlar纤维的生产能力，该扩建项目预计在今年年底完工。帝人、赫斯特等芳纶生产的知名企业也不甘示弱，纷纷扩产或联合，并积极开拓市场，希望成为这个朝阳产业的生力军 芳纶纤维在高性能纤维世界中有独特地位。它是强度很高的纤维——以相同重量为基础，是钢材强度的5倍；其另一种卓越性能是极高的比张力模量（抗拉伸）——其韧度是最常用的增强纤维E-玻璃纤维的三倍。 它具有固有的不可燃性，连续使用温度范围极宽，由﹣320。F（﹣196。C）到400。F（204℃）。可耐受超过1000°F（538℃）的材料作有限度接触。 芳纶KEVLAR是杜邦公司独一无二的aramid纤维系列的注册商标，有四种类型的产品出售——芳纶KEVLAR 29、KEVLAR129、KEVLAR 49、KEVLAR 149。 芳纶是用于增强子午线轮胎及其机械用橡胶制品，如软管、输送带及动力传送皮带而专门设计制造的品种。芳纶的工业专门用途，例如绳索、缆绳、防弹织物、涂层织物、
高性能纤维及制品 ——芳纶 班级：纺贸0902班 姓名：陈媛 学号：090400618
芳纶纤维 一、芳纶的简介 芳纶的全称为芳香族聚酰胺纤维，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。 表1 芳纶与其它几种工业丝性能对比 二、芳纶纤维的历史背景 芳纶纤维的历史很短，发展很快。由美国杜邦公司首先发明和实现工业化，20世纪60年代，美国杜邦公司首先开发出具有优良热稳定性的间位芳纶，即Nomex纤维；1966年，公司又生产出了对位芳纶，即Kevlar纤维；1972年日本帝人公司生产对位芳纶Conex纤维；1986年荷兰Akzo公司生产出Twaron纤维；1987年日本帝人公司生产出Technora纤维，而我国于1972年开始进行芳纶的研制工作，并于1981年通过芳纶14的鉴定，1985年又通过芳纶1414的鉴定，它们分别相当于美国杜邦公司的Kevlar29和Kevlar49。1986-1990年中国发展国民经济第七个五年计划期间，北京橡胶工业研究设计院、西安交通大学、晨光化工研究院、南通合成树脂厂和上海合成纤维研究所共同承担了国家关于芳族聚酰胺树脂合成、纺丝技术开发和在橡胶工业中应用的系列科研课题，并且都完成了相应的产品开发和研制工作。在20世纪90年代，晨光化工研究院、上海合成
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)
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
高性能增强材料——芳纶纤维 安源 摘要: 芳族聚酰胺纤维由美国杜邦公司于20世纪60年代首先开发并最早实现工业化生产。该产品可以用做增强材料。介绍芳族聚酰胺纤维的发展、性能、制备及其应用。 关键词：芳纶；性能；制备；应用 1 概述 增强材料就像树木中的纤维，混凝土中的钢筋一样，是复合材料的重要组成部分，并起到非常重要的作用。它不仅能使材料显示出较高的抗张强度和刚度，而且能减少收缩，提高热变形温度和低温冲击强度等。复合材料的性能在很大程度上取决于纤维的性能、含量及使用状态。例如在纤维增强复合材料中，纤维是承受载荷的组元，纤维的力学性能决定了复合材料的性能。 芳纶是芳族聚酰胺纤维的通称,主要分为聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维(芳纶1414)和聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)纤维(芳纶1313)。美国杜邦公司于20世纪60年代首先开发出芳纶1313和芳纶1414 ,并最早实现工业化生产(商品名分别为Nomex和Kevlar)。1987年推出了KevlarHT、Kevlar68和Kevlar149。1986年荷兰阿克苏(Akzo)公司生产出Twaron纤维; 1987年日本帝人公司生产出Technora纤维。而中国于1972年开始进行芳纶的研制工作,并于1981年通过芳纶14的践定,1985年又通过芳纶1414的鉴定,它们分别相当于美国杜邦公司的Kevlar29和Kevlar49。 2 全球芳纶纤维的发展概况 全球芳纶纤维产能主要集中在日本、美国和欧洲，生产芳纶纤维的公司也较为集中，目前全球从事芳纶纤维生产的厂家主要有５个：美国杜邦公司（Kevlar）、日本帝人公司（Twaron、Technora）、俄罗斯卡明斯克化纤股份公司（SVM、Apmoc、Rusar）和特威尔化纤股份公司（SVM、Apmoc）、韩国科隆公司（Kolon），其他国家或公司仅有少量生产。 2009年，全球芳纶纤维生产能力约9.51万t／a，其中对位芳纶纤维产能约6.61万t／ａ，杜邦和帝人二家公司产能合计6.15万t／ａ，占对位芳纶纤维产能的93%；间位芳纶纤维的产能约为2.9万t／ａ，主要的生产公司仍为杜邦公司，产能为全球总产能的75%以上。预测到2015年全球对位芳纶纤维产能可达11.0万t／ａ，问位芳纶的产能为5.2万t／ａ。 2009年全球芳纶纤维的消费量约为7.5万t，其中对位芳纶纤维5.2万t，间位芳纶纤维2.3万t。芳纶纤维的消费区域主要也集中在美国、欧洲和日本。欧洲是世界芳纶纤维的最大消费市场，其消费量占全球总消费量的48%，约为3.6万t；美国消费量占全球36，约2.7万t；日本消费量约占全球11%，约0.8万t；其他地区约0.4万t。随着生产技术的发展以及生产成本的逐步降低，芳纶纤维的消费领域已经逐步从应用于军工和航天领域的特殊材料，发展成为在工业和民用领域有着广泛应用的高性能材料。 3 我国芳纶纤维的基本概况
中国芳纶行业市场现状分析 芳纶纤维诞生于20 世纪60 年代末，最初作为宇宙开发材料和重要的战略物资而鲜为人知。冷战结束后，芳纶作为高技术含量的纤维材料大量用于民用领域，才逐渐露为人所知。芳纶的全称是“芳香族聚酰胺纤维”，是一类新型的特种用途合成纤维。芳纶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，我国称之为芳纶1313；一是分子链排列呈直线状的对位芳纶纤维，我国称之为芳纶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 具有突出的耐高温、阻燃和绝缘性，成为高性能纤维，主要应用于高温防护服、电绝缘和高温过滤等领域。国内主要用作消防服装（全芳纶），国外更多使用在赛车服，石化电力行业服装等。未来可拓展绝缘领域，如变压器绝缘、电机绝缘等。芳纶1414 则具有高强度高模量的特点，素有高分子材料中的“百变金刚”，主要应用于个体防护、防弹装甲、力学橡胶制品、高强缆绳、石棉替代品。 1、间位芳纶 间位芳纶又被称为“防火纤维”，具有很好的耐高温、阻燃以及绝缘特性，是开发最早、产量最大、应用最广，也是最有发展前途的有机耐高温纤维，主要用于高温防护服、电力行业的绝缘服装以及高污染行业中（水泥钢铁等）的高温烟尘过滤袋。 从全球来看，全球间位芳纶（1313）产能3.2 万吨，供需基本平衡。在国内供求关系方面，我国间位芳纶需求约10000 吨，而国内总产能为8600 吨，产能明显不足。 全球间位芳纶生产商及其产能
作为国内间位芳纶市场的主导者，泰和新材目前占据了60%以上的市场份额，毛利率基本稳定在35%以上。未来供不应求局面将继续维持，主要原因如下：首先，在当前低碳经济和节能环保的大背景下，用于制造高温烟尘过滤袋的间位芳纶需求可能出现大幅增长；用于制造防护服的间位芳纶需求增速也超过30%，而且国内间位芳纶市场还有非常大的开发空间，未来间位芳纶的需求将以10%-15%的增速发展，2012 年将达到11000 吨，供给缺口将进一步加大；其次，对位芳纶行业技术/资金壁垒较高，即是在有技术的前提下，投资周期也要三年以上，投资额约10 亿元/万吨，短期内国内并没有有效的新增产能。 2、对位芳纶 对位芳纶又称“芳纶1414”，是当今世界高性能纤维材料的代表，具有超高强度、高模量、耐高温、阻燃性好、耐候性强、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，其力学强度是优质钢材的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。用途比间位芳纶更加广泛，其主要应用领域几乎涵盖了高科技领域的各个方面，主要包括防弹衣、防弹头盔、装甲战车等军事领域以及复合材料如汽车轮胎帘子线、摩擦材料如刹车片、航空航天材料、光缆增强材料等民用领域。因此对位芳纶不仅是重要的战略物资，而且也成为具有战略意义的民用物资。“十二五”期间，对位芳纶作为重要的新材料品种有望受到国家政策的重点支持。 对位芳纶的分子结构 对位芳纶的各项指标都远远高于传统的尼龙纤维和涤纶纤维，并且在几种主