芳香族聚酰胺纤维

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。

芳纶复合材料的结构
芳纶复合材料是由芳香族聚酰胺纤维和一种或多种材料复合而成的材料。

其结构特点主要包括以下几个方面：
1.芳香族聚酰胺纤维：芳纶纤维是一种由芳香基团和酰胺基团组成的线性聚合物，具有优异的力学性能、稳定的化学结构、理想的机械性质，如超高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、质量轻和耐磨损等。

2.复合结构：芳纶复合材料通常由芳纶纤维和一种或多种其他材料组成，这些材料可以是金属、陶瓷、橡胶、树脂等。

这种复合结构可以充分发挥不同材料的优点，使得整个复合材料具有优异的综合性能。

3.增强相：在芳纶复合材料中，芳纶纤维通常作为增强相，通过与基体的结合，提供复合材料的主要承载能力和优良的力学性能。

4.界面相：为了提高芳纶复合材料的性能，通常需要在芳纶纤维和基体之间建立一个良好的界面。

这种界面可以通过各种界面处理技术来实现，如表面涂层、化学处理等。

5.基体相：基体相是复合材料中的另一个重要组成部分，它主要起到粘结纤维和传递载荷的作用。

根据所使用的基体材料不同，芳纶复合材料的性能和应用领域也会有所不同。

总之，芳纶复合材料的结构特点在于其由多种材料组成，并具有良好的界面相和各向同性的力学性能。

这种材料可以广泛应用于航空航天、军事、汽车、体育等领域，作为结构材料或功能材料使用。

芳香族聚酰胺纤维的性能与应用作者：季萍孙俊河何琴等来源：《中国纤检》2010年第23期摘要：芳香族聚酰胺纤维是一种高技术含量和高附加值的特种高性能纤维，这类纤维品种很多，结构和性能差异较大。

本文研究了芳纶1414(Kevlarl29)、芳纶1313(Nomex)和芳砜纶三种典型的芳香族聚酰胺纤维的性能和应用。

主要测试比较了三种纤维的强伸性、耐热性和阻燃性。

研究结果表明，强伸性：芳纶1414>芳纶1313>芳砜纶；耐热性：芳砜纶>芳纶1313>芳纶1414；阻燃性：芳砜纶>芳纶1313>芳纶1414。

因此，芳纶1414作为轮胎帘子线和防弹等高强度材料，而芳纶1313和芳砜纶作为耐高温和阻燃材料。

关键词：芳纶1414纤维；芳纶1313纤维；芳砜纶；性能；应用芳香族聚酰胺纤维是一种高技术含量、高附加值的特种纤维，通常具有十分优异的力学性能、稳定的化学性能和理想的机械性能。

芳香族聚酰胺纤维种类很多，其结构性能差异也很大。

按结构可分为间位芳酰胺纤维和对位芳酰胺纤维，其中聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和聚间苯二甲酰间苯二胺纤维是最具代表性的高性能纤维，按性能可分为耐热型和高强高模型。

为了掌握常用芳香族聚酰胺纤维的主要性能，本文主要测试比较了芳纶1414、芳纶1313和芳砜纶三种芳香族聚酰胺纤维的主要性能，包括强伸性、耐热性和阻燃性，为合理使用这三种芳香族聚酰胺纤维提供依据。

1试验1.1试验材料试样材料规格见表1。

1.2性能测试1.2.1强伸性用XD－1型振动细度仪测试纤维细度，XQ－1型强伸度仪和Hounsfield H10ks电子万能试验机分别测试芳砜纶和芳纶1414、芳纶1313断裂强力和断裂伸长，从而计算出断裂强度和断裂伸长率。

测得50组数据，得出平均值。

1.2.2耐热性将试样放置于高温烘箱内，在200℃、230℃和250℃分别处理200h后，测试其断裂强度。

1.2.3阻燃性将试样在室温条件下，进行燃烧试验，观察燃烧现象并记录。

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。

Kevlar纤维的结构特点Kevlar纤维是一种高性能合成纤维，由美国杜邦公司于1965年发明。

它具有出色的强度和耐热性能，被广泛应用于防弹衣、安全带、轮胎等领域。

Kevlar纤维的独特结构决定了其优异的性能。

1. 分子结构Kevlar纤维是一种芳香族聚酰胺纤维，主要由聚对苯二甲酰胺（PPTA）单体组成。

PPTA分子中含有苯环和酰胺基团，这些基团通过共价键连接在一起形成聚合物链。

2. 高度有序排列Kevlar纤维具有高度有序的分子排列，这是其优异性能的重要原因之一。

PPTA分子链在制备过程中通过拉伸和热处理等工艺使得分子链得以有序排列，并形成了平行于纤维轴向的晶体区域。

这种有序排列使得Kevlar纤维具有较高的强度和刚性。

3. 刚性与柔韧并存尽管Kevlar纤维具有很高的刚性，但它仍能保持一定的柔韧性。

这是由于Kevlar纤维中芳香环的共轭结构和酰胺基团的存在。

共轭结构可以增强分子链之间的相互作用力，提高纤维的刚性；而酰胺基团则使得分子链之间具有一定的可移动性，从而增加了纤维的柔韧性。

4. 高强度与高模量Kevlar纤维具有极高的强度和模量。

强度是指材料抵抗外力破坏的能力，而模量则衡量材料对应力变形的抵抗能力。

Kevlar纤维在干燥状态下具有很高的拉伸强度（约3.6-4.1 GPa）和模量（约70-130 GPa），比钢铁还要强硬。

这使得Kevlar纤维成为防护材料领域中重要的选择。

5. 耐热性Kevlar纤维具有出色的耐热性能。

它可以在较高温度下长时间保持稳定，并且不会熔化或流动。

这是由于Kevlar纤维中的酰胺基团具有较高的熔点，使得纤维能够在高温下保持结构稳定。

6. 阻燃性Kevlar纤维具有良好的阻燃性能。

在受到火焰或高温时，Kevlar纤维不会自行燃烧，也不会滴落。

这是由于Kevlar纤维的化学结构决定了其分解温度较高，而且分解产物中没有易燃物质。

7. 耐化学腐蚀性Kevlar纤维对大多数常见化学物质具有较好的耐腐蚀性。

概述对位芳纶纤维生产工艺开发与应用一、前言对位芳纶简称对位芳香族聚酰胺纤维，其中的聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）纤维，由于PPTA表现出溶致液晶性，是一种重要的主链型高分子液晶。

高分子液晶的工业化是以对位芳纶的另一个差别化产品是浆粕纤维（PPTA-pulp）。

它具有长度短（小于等于4mm）、毛羽丰富、长径比高、比表面积大（可达7-9m2/g）等优点，可以更好地分散于基体中制成性能优良的各向同性复合材料，其良好的耐热性、耐腐蚀性和好的机械性能，在摩擦密封复合材料(代替石棉)中得到了更好的应用。

某些国家浆粕的应用高达芳纶用量的96％。

二、对位芳纶的发展历史美国杜邦公司1972年投产的PPTA纤维(商品名Kevlar)系列为先导的。

该纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、耐大多数有机溶剂腐蚀的特性，且Kevlar纤维尺寸稳定性也非常好。

因此，对位芳纶的特点使得它在航天工业、轮船、帘子线、通信电缆及增强复合材料等方面得到了广泛的应用。

我国的清华大学、东华大学、晨光化工研究院、上海合成纤维研究所及巴陵石化有限责任公司等单位先后开展过PPTA的合成及纺丝研究工作。

"七五"期间，国家在南通投资兴建了30吨/年的PPTA合成中试装置，但由于存在一些技术上的问题，已于1991年停运。

最近几年来，广东新会已开始试产PPTA纤维，设计能力为500 吨/年，仍采用国外相近的传统生产方法，但其产品的性能及价格明显不如美国杜邦的Kevlar纤维，最近几年来仍处于中试阶段但对位芳纶由于一些关键的技术问题没有解决，仍没有实现国产化。

加快其开发及产业化步伐，已成为促进我国国防军工及相关产业快速发展的迫切需要。

从对位芳纶的历史价格趋势观察获悉：自对位芳纶问世以来，其价格呈现戏剧性的变化。

最初，Kevlar芳纶价格高达100﹩/kg，随着产量增加其价格逐渐下降，1978年降到25-45﹩/kg。

90年代初，荷兰AKZO公司推出对位芳纶Twaron，竞争加剧导致对位芳纶价格下降，最低时降到约15﹩/kg，被认为是无法投资盈利的水平。

芳纶纤维的组成嘿，大家好呀！今天咱们就来好好聊聊芳纶纤维的组成。

这芳纶纤维可是一种超级厉害的材料呢，在很多领域都有广泛的应用。

那它到底是由啥组成的呀？下面咱就一起来扒一扒。

一、芳纶纤维的基本化学结构芳纶纤维从化学结构上来说，主要是由芳香族聚酰胺构成的。

这芳香族聚酰胺可不简单哦，它的分子链中含有大量的苯环结构。

这些苯环就像是一个个坚固的小堡垒，让芳纶纤维具有了很高的强度和刚性。

想象一下，这些苯环一个接一个地排列着，形成了一个非常稳定的结构，就像一堵坚不可摧的城墙一样，能够承受很大的外力。

而且啊，这种化学结构还使得芳纶纤维具有很好的耐高温性能，就算是在高温环境下，它也能保持相对稳定的性能，不会轻易变形或者损坏。

二、不同类型芳纶纤维的组成特点芳纶纤维还分为不同的类型呢，常见的有间位芳纶和对位芳纶。

先说这间位芳纶吧。

它的分子链结构相对比较规整，酰胺键连接在苯环的间位上。

这种结构使得间位芳纶具有很好的耐热性和阻燃性。

比如说在一些防火服、消防装备上就经常能看到间位芳纶的身影。

当遇到高温或者火焰的时候，它能够有效地阻止热量的传递，保护穿着者的安全。

就像是给消防员们穿上了一层“防火铠甲”，让他们在危险的环境中也能更加安心地工作。

再看看对位芳纶。

它的酰胺键连接在苯环的对位上，分子链排列得更加紧密有序。

这就使得对位芳纶的强度特别高，简直就是材料界的“大力士”。

它的强度比普通的纤维要高很多很多，常常被用于制造一些对强度要求很高的产品，比如航空航天领域的一些零部件、防弹衣等。

想象一下，那些在战场上冲锋陷阵的战士们，穿着用对位芳纶制作的防弹衣，就像是有了一层坚固的保护罩，大大提高了他们的生存几率。

三、其他成分对芳纶纤维性能的影响除了主要的芳香族聚酰胺成分外，芳纶纤维中还可能会添加一些其他的成分，这些成分也会对它的性能产生影响哦。

比如说，有时候会添加一些抗氧化剂。

这是为啥呢？因为芳纶纤维在使用过程中可能会受到氧气、紫外线等的作用，时间长了就容易老化。