高性能对位芳纶纤维

芳纶的分类德国Acordis公司近期开发出高性能超细对位芳纶 (Twaron)产品，它既不燃，也不会熔融，还有很高强度和极大杭切割能力，主要可用于生产涂层及非涂层织物、针织产品和针剌毡等既耐高温又抗切割的各种纺织服装装备。

Twaron超细长丝的细度仅为职业安全服常用对位芳纶的60%，用它织造手套·其抗切割能力提高l0%，用它生产梭织物和针织产品，其手感更柔和，使用更舒适。

Twaron防切割手套主要用于汽车制造业、玻璃工业及金属零部件生产厂，还能为森林工业生产护腿用品，为公共运输行业提供防破坏装备等。

利用Twaron的阻燃耐热性，可为消防队提供防护套装和毡毯等装备，以及为铸造，炉窑、玻璃厂等高温作业部门提供耐热防火服，以及生产飞机座阻燃防火包覆材料。

用这一高性能纤维还能创造汽车轮胎、冷却软管、V型皮带等机件、光学纤维电缆和防弹背心等防护装备，还能代替石棉做摩擦材料和密封材料等。

据有关部门统计，芳纶纤维世界总需求量在2001年为36万吨/年，而在2005年将达到50万吨/年。

全球对芳纶的需求呈现不断增长的态势，芳纶作为一种新兴的高性能纤维进入了飞速发展的时期。

与海外芳纶纤维产业的红红火火相比，芳纶的国产化才刚刚起步。

由于芳纶纤维在我国的发展起步较晚，国外公司对核心技术的封锁垄断等原因，目前我国芳纶纤维的技术水平、产品档次及生产能力都与国外发达国家存在着一定的差距。

据悉，近几年，我国电子、建筑、轮胎工业迅速发展，使得我国芳纶用量迅猛增长。

造成我国芳纶国产化如此艰难的原因主要有两点：一是生产的技术瓶颈难以突破；二是大部分原料需要进口，特别是国产的溶剂不能过关。

但正是因为它在国内是新生事物，市场还远远没有饱和，才值得我们去关注、去开发。

目前我国芳纶生产的发展已提到了议事日程，芳纶被列入国家鼓励发展的高新技术产品目录之中，政府也将"芳纶纤维在工程轮胎、同步带中应用技术开发"列为我国"十五"橡胶工业重大研究和产业化课题。

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。

热压改善对位芳纶纸结构和性能的机理研究热压改善对位芳纶纸结构和性能的机理研究摘要：对位芳纶纸是一种具有良好绝缘性能和高温稳定性的工程纸张。

然而，其纤维结构和性能需要进一步改善。

本研究通过热压处理对位芳纶纸，研究热压对其结构和性能的影响，并深入探讨热压改善对位芳纶纸的机理。

1. 引言对位芳纶纸是一种重要的工程纸张材料，具有出色的绝缘性能和高温稳定性，广泛应用于电力设备、电池隔膜等领域。

然而，对位芳纶纸的纤维结构存在较大的改进空间，进一步改善其性能是必要的。

2. 实验方法本研究选取对位芳纶纸作为研究对象，采用热压处理来改善其结构和性能。

首先，将对位芳纶纸样品置于热压机中，施加一定的温度和压力进行处理。

然后，通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等手段，对热压前后的纤维结构和化学组成进行研究。

此外，还测试了样品的机械强度、热稳定性等性能。

3. 结果与讨论经过热压处理后，对位芳纶纸的纤维结构发生明显改善。

SEM结果显示，热压后的纤维排列更加紧密，出现了更多的纤维交叉连接。

与此同时，FTIR分析发现，热压处理过程中，纤维表面发生了链结构的重组。

这种重组使得对位芳纶纸的化学键更紧密，提高了其热稳定性。

在机械性能方面，热压处理显著提高了对位芳纶纸的强度和韧性。

与未处理样品相比，经过热压处理的对位芳纶纸强度提高了约30％。

这是因为热压处理改善了纤维的结构，减少了纤维之间的孔隙，提高了纤维的接触面积和结合强度。

4. 机理探讨热压改善对位芳纶纸的机理主要包括两个方面。

首先，热压处理使纤维更加紧密排列，增加了纤维之间的接触面积，提高了纤维的结合强度。

其次，热压处理改变了纤维表面的化学键结构，增加了链结构的重组，使纤维之间的连接更加紧密，提高了纤维的热稳定性。

5. 结论本研究通过热压处理对位芳纶纸，探索了热压对其纤维结构和性能的影响，并深入研究了热压改善对位芳纶纸的机理。

结果表明，热压处理能显著改善对位芳纶纸的纤维结构，提高其热稳定性和机械性能。

虽然芳纶纤维具有很多优异的性能，但是它的表面活性基团少，活性低，使得芳纶纤维和基体材料结合的不好，限制了它的应用，因此，对芳纶进行预处理，显得尤为重要，芳纶纤维改性后，表面大分子链排列规则性变差并且在表面生成一些活性官能团，例如C=O、-OH、-COOH和NH2等。

这些官能团可以与基体材料发生化学反应或生成氢键，从而达到改善复合材料界面性能的目的。

一、芳纶纤维的表面处理方法及效果1.1 物理法物理法包括：表面涂层、高能射线辐照、等离子改性、超声浸渍等。

表面涂层是指在纤维表面涂覆一层有机物，该有机物涂层与纤维和基体均有较好的相容性，作为纽带增加芳纶纤维与基体的结合力。

高能射线辐照改性是指通过高能射线的辐照，使芳纶表面化学官能团增加或接枝上其他化学物质。

高能射线辐照包括：γ射线辐照、X射线辐照等。

分别在氮气和空气的氛围中，用γ射线辐照Armos纤维，在600KGY的辐照强度下得到了最佳的辐照效果。

通过X射线光电子能谱、XRD、扫描电镜、原子力显微镜对改性前后Armos纤维的表面元素、晶型、表面形貌进行了表征，并测试了辐照前后Armos纤维/环氧树脂的界面剪切强度和单丝拉伸强度。

发现，辐照后，Armos 纤维表面的氧元素含量增加，在空气氛围中，O/C比由0.206增加到了0.258，在氮气氛围中，增加到了0.254；辐照前后，Armos纤维晶型未发生明显变化；改性后，Armos纤维表面生成很多沟槽，粗糙度明显增加；改性后，Armos 纤维/环氧树脂的界面剪切强度由60.59MPa分别增加到了70.1MPa（空气氛围中）和71.3MPa（氮气氛围中），分别提高了15.8%和17.7%；但是，Armos纤维的单丝拉伸强度有所降低。

等离子体改性分为冷等离子表面改性和等离子体表面接枝，冷等离子表面改性是在电场的作用下使电场中的稀薄气体加速运动发生碰撞而形成离子、电子、激发态或亚稳态，这些高能粒子轰击材料表面，引起材料表面的化学键打开，生成自由基，这些自由基相互作用进而在材料表面生成各种极性基团，可与复合材料基体发生化学反应或形成氢键，从而改善纤维与基体的界面性能。

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。