芳香聚酰胺

第二章 芳香族聚酰胺纤维全芳香族聚酰胺英文名为Aramid ，是美国联邦通商委员会于1974年定名的，泛指至少含有85％的酰胺键和两个芳环相连的长链合成聚酰胺，由此类聚合物制得的纤维称为芳香族聚酰胺纤维(Aramid fiber)，这就是全芳香族聚酰胺区别于通常的脂肪族聚酰胺（如尼龙）之处。

在我国此类纤维被称作芳纶。

芳香族聚酰胺纤维具有优异的耐热性、耐化学性。

一些芳香族聚酰胺纤维还具有出色的机械性能。

与脂肪族聚酰胺纤维类似，芳纶可分为两大类：一类是由对氨基酰氯缩聚而成，通式为：如聚对苯甲酰胺纤维（PBA ）。

一类是由芳香族二胺和芳香族二酰氯缩聚而成，通式为：其中Ar 1和Ar 2可相同或不同，可以是苯环，萘环甚至杂环，其中最重要的是间苯二甲酰间苯二胺（PMIA ）纤维和对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维，上述两种纤维在我国分别被称为芳纶1313和芳纶1414。

第一节 发展历史十九世纪60年代，杜邦公司的纺织纤维前沿实验室致力于低温溶液聚合过程的研究，这种聚合方法特别适用于以胺类或胺＋盐类无水溶剂为反应介质的芳香族聚酰胺的制备。

最初的芳香族聚酰胺以高熔点、低结晶度和耐溶剂性为主要特征，以间位聚合物为主，1962年实现了Normex ®的工业化，此纤维的纺织性能与棉纤维相似，但因其优异的耐热、耐燃性而广泛应用于消防服、高温过滤材料和电绝缘纸等领域。

此后，制备同时具有优异耐燃性和力学性能的纤维，成为科学家们努力的目标。

其中，各向异性芳香族聚酰胺的发现成为关键。

1965年，美国杜邦公司的科学家S.L.Kwolek 在研究聚对苯甲酰胺时发现当聚合物溶液浓度在10～15％时流动性变好，搅拌时有乳光，完全不同于粘稠的各向同性溶液，用干喷湿纺法纺丝，无需拉伸就可得到高取向度的纤维，经过热处理成为高强高模的耐高温纤维。

这种液晶纺丝法得到了广泛地应用，其中，最为人们所熟悉的是由Herbert Blades 发现的聚对苯甲酰胺(PBA)和聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)。

芳香族聚酰胺芳香族聚酰胺是20世纪60年代首先由美国杜邦公司开发成功的耐高温、耐辐射、耐腐蚀尼龙新品种。

目前投入实际应用的主要有两种：诺梅克斯（间位芳纶或芳纶1313）：人造纤维，化学名称：为聚间苯二甲酰间苯二胺（MPIA）。

结构特性：1、分子链中交替排列的苯环，使分子链不能内旋转。

2、极性酰胺基在分子链之间形成氢键，增大分子主链之间的作用力。

3、苯环与酰胺基之间形成共轭体系。

以上三点赋予了材料有很优异的耐热性、突出的强度、刚度、高熔点、高黏度。

制备方法：以间苯二甲酰氯和间苯二胺为单体进行界面缩聚或低温溶液缩聚。

界面缩聚是将间苯二甲酰氯溶于环己酮中成为有机相，间苯二胺溶在碳酸钠水溶液中成为水相，在快速搅拌下将水相倒入有机相，两相在界面进行缩聚。

Nomex具有远高于脂肪族PA的力学性能和耐热性能，1、寿命长：作为纤维织物，是脂肪族PA纤维布的8倍，棉布的20倍；2、良好的耐热老化性：250oC经2000h热老化后，表面电阻率和体积电阻保持不变；3、较好的电性能：在较高温度或潮湿的环境下仍可保持较好的电性能。

主要用于 H级电绝缘材料和制备高性能纤维（HT-1纤维）耐热性能测试：在实验室中进行耐热测试。

必须能够经受距离为3厘米，摄氏300到400度的明火，如果在10秒内没有点着，才可用于制造赛服。

车手和车队人员的内衣、头罩、袜子和手套都是用诺梅克斯制造的。

全对位聚芳酰胺是酰胺基位于苯环对位的一种聚芳酰胺，制备方法有两种。

1、对苯二胺与对苯二甲酰氯缩聚缩聚产物称聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA），又称芳纶1414树脂主要用于制备凯夫拉（Kevlar）纤维2、对氨基苯甲酸自缩聚缩聚产物为聚对苯甲酰胺（PBA），又称芳纶14，也用于制纤维，称为B纤维如欲加入艾邦高分子工程塑料交流群，可以加群主：181431895这是一种芳纶复合材料，全对位聚芳酰胺具有超高强度、超高模量、耐高温、耐腐蚀、阻燃、膨胀系数小等一系列优异性能。

脂肪族聚酰胺和芳香族聚酰胺的差异脂肪族聚酰胺和芳香族聚酰胺，听起来就像是两个在化学实验室里吵架的兄弟。

一个偏爱亲密接触，另一个却钟情于高冷的气质。

你能想象吗？脂肪族聚酰胺就像是那个在阳光下奔跑的小孩，活泼、灵活，轻松上手，真是好玩得不得了。

它的分子结构简单，像极了随手可得的零食，拉伸、弯曲都不在话下，简直是个运动达人。

用它做出的材料，不仅韧性好，还耐磨耐用，真是个理想的伙伴，特别适合那些经常需要运动的场合，比如汽车零部件、机械设备等等。

大伙儿都知道，能干活的材料就是好材料，简直就是大街上的超人，谁不爱呢？而芳香族聚酰胺嘛，那就像是高档餐厅里的侍应生，虽然有点矜持，但绝对是个品味非凡的家伙。

它的分子结构复杂，里面藏着不少“秘密”，就像一个高深莫测的智者。

耐高温、抗化学腐蚀，简直就是一身绝技。

这个小家伙常常被拿来做航空航天、电子设备的材料。

真是上天眷顾，难得有这样的机会啊。

它的强度大得惊人，往往能在极端条件下依然保持稳定，这可不是一般材料能做到的哦。

就像一位冷静的高手，风吹不动，雨打不散，威风凛凛。

说到应用，这俩兄弟就更有意思了。

脂肪族聚酰胺，通常用在纺织品、日用品上，像是那条你每天穿的牛仔裤，舒适又耐磨。

而芳香族聚酰胺则常常在一些“高大上”的领域露面，像是航空航天行业和电子工业，真是个牛逼的角色。

你看，它们一个追求实用，一个追求卓越，简直是水火不容，却又能各自发挥所长。

就像一对冤家，吵吵闹闹，但谁都离不开谁。

各有各的路，走出各自的精彩。

不过，这两者也不是完全对立。

它们在某些方面也是可以搭配的。

比如，脂肪族聚酰胺和芳香族聚酰胺的混合材料，既能保持韧性，又能提升耐热性，简直是化学界的一次“联姻”。

你想啊，假如能把这两种材料的优点都结合起来，那得多完美啊！就像牛肉面里的牛肉和面条，单独吃各有各的味道，合在一起简直就是天作之合。

说到环境影响，脂肪族聚酰胺在这方面就显得有点“可爱”了，毕竟它的生产和降解相对容易，做起来也比较环保。

芳香族聚酰胺复合材料
芳香族聚酰胺复合材料是以强度高、刚度大的芳香族聚酰胺为基体，添加玻璃纤维、
碳纤维等增强材料制成的一种复合材料。

其力学性能、热稳定性、化学稳定性、耐腐蚀性、电性能等优异特性使得它在航空、航天、国防、汽车、电子、建筑等领域得到广泛应用。

1. 基本特性
芳香族聚酰胺复合材料具有极高的强度和刚度，同时还具有很好的耐热性和耐腐蚀性能。

在高温环境下仍能保持较高的力学性能，不易变形和拉伸断裂。

此外，它也具有低膨
胀系数、良好的电绝缘性能和优异的耐化学性能。

2. 制备工艺
芳香族聚酰胺复合材料的制备通常采用热固化工艺，即将芳香族聚酰胺树脂与玻璃纤维、碳纤维等增强材料混合后，在高温高压条件下进行热固化反应。

随着制备工艺的不断
改进和技术的提升，现在已经能够实现机械成型、预浸料、自动化加工等高效的生产方
式。

3. 应用领域
芳香族聚酰胺复合材料在航空航天领域是最为广泛的应用领域之一，如制造飞机部件、航天器结构件、卫星导向部件等。

此外，在汽车工业中也被广泛应用，如车身、车顶等部件，其耐热、刚性和强度等特性能够满足汽车行驶时的各种要求。

在建筑、电子、医疗等
领域中，芳香族聚酰胺复合材料也具有广泛的应用前景。

4. 发展趋势
芳香族聚酰胺复合材料在未来的发展中，将更加注重生产环保性，提高产品力学性能、耐热性能和化学稳定性能。

同时，还将进一步提高加工效率，开发出更多的应用领域，推
动其产业化进程。