芳纶纸的分类以及特点性能
- 格式:docx
- 大小:19.66 KB
- 文档页数:2
芳纶介绍、分类、形态及其合成、加工与应用摘要:本文对芳纶的品种、合成及加工方法、应用做了一个简要的介绍,并对不同品种的芳纶、及芳纶的不同合成及加工方法做了一个简单的对比。
对芳纶的加工类型提出一种分级的方法,并通过这种方法对芳纶的加工及应用进行描述及分析。
关键词:芳纶、液晶、合成、加工、分级理论、应用Aramid and its Synthesis、Process、ApplicationAbstract:This paper introduces several kind of aramids,and their synthesis and processing methods. To study process of aramid better, A theory of classification is put forward.Process type of aramid is divided three kinds.By this method,we also introduce the application of aramid.Keyword:Aramid、Liquid Crystal、Synthesis、Process、A Theory of Classification、Application前言芳纶是一种新型高科技合成材料,是芳香族聚酰胺的统称。
相对于尼龙6、尼龙66等普通聚酰胺材料,因为分子链上相对较为柔软的碳链为刚性的苯环结构所代替。
芳香族聚酰材料其结构的特性,呈现溶致液晶性,是一种重要的主链型高分子液晶,因此芳纶具有超高强度、高模量和耐高温等优良性能。
芳纶目前已被广泛应用于国防军工、及航天航空、机电、建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个方面。
如芳纶防弹衣、头盔,宇宙飞船、飞机等基体材料等等。
据估计,芳纶产品用于防弹衣、头盔等约占7~8%,航空航天材料、体育用材料大约占40%;轮胎骨架材料、传送带材料等方面大约占20%左右,还有高强绳索等方面大约占13%。
芳纶介绍、分类、形态及其合成、加工与应用摘要:本文对芳纶的品种、合成及加工方法、应用做了一个简要的介绍,并对不同品种的芳纶、及芳纶的不同合成及加工方法做了一个简单的对比。
对芳纶的加工类型提出一种分级的方法,并通过这种方法对芳纶的加工及应用进行描述及分析。
关键词:芳纶、液晶、合成、加工、分级理论、应用Aramid and its Synthesis、Process、ApplicationAbstract:This paper introduces several kind of aramids,and their synthesis and processing methods. To study process of aramid better, A theory of classification is put forward.Process type of aramid is divided three kinds.By this method,we also introduce the application of aramid.Keyword:Aramid、Liquid Crystal、Synthesis、Process、A Theory of Classification、Application前言芳纶是一种新型高科技合成材料,是芳香族聚酰胺的统称。
相对于尼龙6、尼龙66等普通聚酰胺材料,因为分子链上相对较为柔软的碳链为刚性的苯环结构所代替。
芳香族聚酰材料其结构的特性,呈现溶致液晶性,是一种重要的主链型高分子液晶,因此芳纶具有超高强度、高模量和耐高温等优良性能。
芳纶目前已被广泛应用于国防军工、及航天航空、机电、建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个方面。
如芳纶防弹衣、头盔,宇宙飞船、飞机等基体材料等等。
据估计,芳纶产品用于防弹衣、头盔等约占7~8%,航空航天材料、体育用材料大约占40%;轮胎骨架材料、传送带材料等方面大约占20%左右,还有高强绳索等方面大约占13%。
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。
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。
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、上海合成纤维研究所、东华大学化学纤维研究所、沈阳市红星密封材料厂等单位研制和生产的对位芳纶性能已接近国际水平。
但由于资源、成本等方面的原因,我国应用的芳纶大部分仍然依赖于进口。
1999年,山东烟台氨纶股份有限公司正式提出建设中国第一个芳纶1313工程项目,并于2001年5月份引进了俄罗斯技术。
芳纶纸蜂窝标准芳纶纸蜂窝板按应用领域分为航空、汽车、建筑、装备、包装等几个领域。
不同领域对芳纶纸蜂窝板的性能要求不同,因此每个领域的标准也不同。
下面我们详细探讨一下各个方面的标准:航空领域是芳纶纸蜂窝板的主要应用领域之一。
在此领域,芳纶纸蜂窝板常用于飞机翼梁、机身、前缘、襟翼、垂尾等部位,其性能要求非常高。
(1) 芳纶纸蜂窝板的厚度误差应控制在±0.05mm以内。
(2) 蜂窝芯材料应具有优异的抗压强度和剪切强度,抗压强度不低于1.5MPa,剪切强度不低于0.8MPa。
(3) 芳纶纸蜂窝板的表面平整度应达到国际航空标准GB/T35801-2018中的要求,表面光滑、不得有脱落、破损、氧化等缺陷。
(4) 芳纶纸蜂窝板的耐热性能应符合国际航空标准GBT 2408-2014中的要求,热稳定性能不低于200℃。
(4) 芳纶纸蜂窝板应具有良好的耐久性能和热稳定性能,耐久性能不低于1万次循环,热稳定性能不低于150℃。
建筑领域是芳纶纸蜂窝板的较为新兴的应用领域。
芳纶纸蜂窝板可用于建筑隔音板、隔热板、装饰面板等。
在此领域,芳纶纸蜂窝板的性能要求具有良好的外观和机械性能,同时具有较高的防火性能和隔热性能。
装备领域是芳纶纸蜂窝板的另一个应用领域,适用于制造军事各类装备、电子装备、通讯设备等部件。
在此领域,芳纶纸蜂窝板的性能要求具有高强度、防弹、防震、防腐等特点。
(4) 芳纶纸蜂窝板应具有良好的抗震、防弹、防切割、防腐蚀等性能。
包装领域是芳纶纸蜂窝板的应用范围之一。
芳纶纸蜂窝板可用于各种类型的包装,如机械设备包装、礼品包装、电子产品包装等。
以上就是芳纶纸蜂窝标准的具体内容。
芳纶纸蜂窝板的应用范围广泛,其性能要求也日趋严格。
只有符合相应的标准要求,才能促进该材料在各个领域的应用和发展。
除了以上所述的各个领域的标准,芳纶纸蜂窝板还有一些通用标准,如芳纶纸蜂窝板尺寸标准、芳纶纸蜂窝板性能试验标准等。
芳纶纸蜂窝板尺寸标准包括板厚、板长、板宽和蜂窝尺寸等方面的要求。
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。