芳纶(Nomex)纤维的性能及产品开发

芳纶纤维材料及其应用摘要：本文对芳纶纤维的发展概况，结构性能以及主要应用领域作简单介绍。

最后分析一下芳纶纤维的发展前景。

关键词：芳纶纤维材料；芳纶1313；芳纶1414；结构性能；应用；发展前景Aramid fiber material and its applicationAbstract：In this paper, the general development of aramid fiber, structure, performance and main application field are introduced.Finally, analysis of the development of the aramid fiberKey words:Aramid fiber material;Aramid 1313; Aramid 1414;Structure performance; Application; Future development1 芳纶纤维概况芳纶纤维即芳香族聚酞胺纤维，是以芳香族化合物为原料经缩聚纺丝制得的合成纤维。

芳香族聚酰胺纤维首先是由美国杜邦公司于1965年引入市场的。

这种间位取向的芳香族聚酰胺纤维称作Nomex。

上世纪70年代早期，杜邦公司开发了第二种产品即对位芳香族聚酰胺纤维Kevlar，并且此后一直占据芳纶的首要地位，直到1986年荷兰Akzo公司的Twaron、1987年日本帝人公司的Technora及俄罗斯的ARMOC纤维的出现，才使Kevlar独占体系崩溃。

[1]芳纶纤维工业化的产品有两种：芳纶1313（全称为聚间苯二甲酰间苯二胺纤维）和芳纶1414（全称为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维）。

芳纶纤维具有良好的抗冲击和耐疲劳性能，有良好的介电性和化学稳定性，耐有机溶剂、燃料、有机酸及稀浓度的强酸、强碱，耐屈折性和加工性能好。

它可用普通织机编织成织物，编织后其强度不低于原纤维强度的90%[2]。

知识点三芳纶纤维芳纶纤维，这一在现代材料领域中占据重要地位的角色，正以其独特的性能和广泛的应用，改变着我们的生活和众多行业的发展。

什么是芳纶纤维呢？简单来说，它是一种高性能的合成纤维。

具有高强度、高模量、耐高温、耐化学腐蚀等优异特性。

芳纶纤维的强度非常高，比钢铁还要强好几倍。

这意味着在需要承受巨大力量的场合，比如航空航天领域，芳纶纤维可以大显身手。

飞机的机身、机翼等部件，使用芳纶纤维增强材料，能够减轻重量的同时，还能保证足够的强度和安全性。

高模量的特点让芳纶纤维在抵抗变形方面表现出色。

在一些对尺寸稳定性要求极高的产品中，如高端体育器材，比如网球拍、高尔夫球杆等，芳纶纤维的加入能够确保器材在使用过程中不易变形，从而提升运动员的使用体验和竞技表现。

耐高温性也是芳纶纤维的一大优势。

在高温环境下，它依然能够保持良好的性能。

这使得它在汽车发动机部件、防火服等领域得到了应用。

汽车发动机内部温度很高，使用芳纶纤维制造的部件能够承受这样的高温，保证发动机的正常运转。

而防火服则能够保护消防员在火灾现场免受高温和火焰的伤害。

耐化学腐蚀性使得芳纶纤维在化工领域有了用武之地。

化工厂中的许多设备和管道都需要面对各种腐蚀性化学物质的侵蚀，芳纶纤维制成的防护材料和部件能够有效地抵抗这些腐蚀，延长设备的使用寿命，降低维护成本。

芳纶纤维的种类也较为多样。

常见的有对位芳纶和间位芳纶。

对位芳纶的性能更为出色，强度和模量更高，主要应用于高端领域；间位芳纶在耐高温和耐化学腐蚀方面表现较好，常用于防护和工业领域。

在生产工艺方面，芳纶纤维的制备过程相对复杂。

需要经过多道工序，包括聚合、纺丝等环节。

而且对生产设备和技术的要求也很高，这在一定程度上限制了其产量和成本。

不过，随着技术的不断进步，芳纶纤维的生产成本正在逐渐降低，产量也在不断提高。

这将进一步推动其在更多领域的广泛应用。

在日常生活中，我们也能感受到芳纶纤维带来的便利。

比如一些高性能的防护手套、防护鞋等劳保用品，可能就添加了芳纶纤维，提高了防护性能。

高性能对位芳纶纤维化学名称：聚对苯二甲酰对苯二胺(英文名称简称PPTA)英文名称：polyterephthaloyl-p-phenylene diamine fibre国外商品名称： Kevlar（凯芙拉）、Twaron（特威隆）等芳纶1414是目前世界上生产规模最大的高模量、高强度、耐高温、耐酸碱、质量轻等优良性能的有机纤维。

比强度是钢丝的5~6倍，比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。

广泛应用于国防、航天航空、信息产业、防弹衣、土要建筑、密封填料等领域，有“合成钢丝”的美誉。

对位芳纶主要用于飞机的零部件制造，以及军工领域、光缆的外包、防弹衣等领域，是国家经济建设和国防建设中不可缺少的新材料，其短纤维可广泛地用作增强材料制作高强度芳纶纸等；芳纶浆粕是代替短纤维石棉的首选材料，可广泛地用做填料、耐磨材料。

是国家高技术产业发展的基础材料，国防和国民经济建设不可缺少的材料，是一种十分重要的战略物资。

芳纶1414的应用领域非常广泛，典型应用见下表：最终用途最终用途重要属性复合材料用于飞机和集装箱的织物质量轻压力容器强力高造船模量高运动器材冲击强力好塑料添加剂耐磨耗性土木工程强力高防护材料防割破手套耐割破性防割破座椅面层轮胎卡车和飞机轮胎密度低高速轮胎质量节省摩托车轮胎强度高自行车轮胎尺寸稳定性收缩率低耐刺破性机械橡胶制品输送带强力高传动带模量高汽车用软管尺寸稳定性液压系统软管耐热性近海软管耐化学性临时管缆摩擦产品和垫圈刹车材料纤维原纤化结构离合器面材耐热性垫圈耐化学性触变添加剂可燃性低工业用纸机械性能绳缆空中纤维光缆强力高传统纤维光缆模量高电缆尺寸稳定性机械构筑缆密度低系船缆绳耐腐蚀性介电性良好耐热性生命保护防弹背心强度高头盔能量分散性高财产防护板密度低和质量减轻交通工具保护舒适性战略性设备屏蔽强度高国产对位芳纶纤维历经多年攻关，各项工业化技术难关全部攻克，单体装置达1000吨级的芳纶1414产业化项目已顺利投入生产，成为国内第一家自行设计，用国产设备、国产原料、具有完整自主知识产权实现规模化生产的企业。

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)。

【专业讲堂】一文详细了解芳纶纤维复合材料的性能特点芳纶纤维（Aramid fiber）全称为"聚对苯二甲酰对苯二胺"，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，芳纶纤维于1960s由美国杜邦公司（商品名为Kevlar）研发成功并商业化，因此在碳纤维出现之前，芳纶纤维一直占据着高性能纤维市场。

本文首先简述了芳纶纤维发展历程，随后重点针对芳纶纤维复合材料优异特性如高抗冲击、低重量、耐磨等进行了详细描述。

01 芳纶纤维发展简史上世纪60年代，美国杜邦公司全球首家以注册商标Kevlar引进和生产芳纶的公司，自1973年起芳纶纤维就开始在市场上销售。

芳纶是由一位波兰裔女化学家斯特凡妮娅·郭力克发现的，她当时正在进行一项研究，希望在轮胎制造中使用一种重量轻、强度特别强的材料来代替尼龙。

Kevlar纤维发明者——波兰裔女化学家斯特凡妮娅·郭力克如今芳纶复合材料中最有名的是杜邦公司的Kevlar凯夫拉纤维。

随着时间的推移，其他供应商也以不同的商业名称供应芳纶，包括：杜邦公司提供的Nomex、日本帝人公司提供的Twaron和T echnora、韩国T oray公司提供的Arawin、韩国Heracron公司提供的Kolon以及中国公司提供的一些产品。

因此，任何一种叫做Kevlar、Twaron或Nomex的材料实际上都是指芳纶，它具有特殊的性能，包括优异的抗冲击和耐磨性、耐高温性以及低重量。

由于这些特性，这种材料经常用于陆军、空军、水上运动和汽车运动，以及轮胎、服装和防护手套的制造和许多其他用途。

芳纶纤维材质防护手套02 芳纶纤维复合材料特点2.1 高抗冲击性和抗裂性芳纶纤维具有优异的抗冲击性能，并且由于其坚韧且可吸收大量能量而在压力下不会破裂。

它广泛用于制造防弹背心、船只、皮艇以及军用车辆部件的装甲。

芳纶纤维复合材料的抗冲击性能是碳纤维复合材料的5倍（采用落锤冲击方法测试）。

芳纶及其复合材料产品在体育器材上的应用芳纶是一种高强度、高刚性、高温稳定性和耐化学腐蚀性的特种纤维材料，常用的芳纶包括聚对苯二甲酰胺（Kevlar）和聚间苯二甲酰胺（Nomex）等。

由于其优异的性能，芳纶及其复合材料已被广泛应用于体育器材领域，为运动员提供更高的安全性和舒适度。

1. 跑鞋：芳纶纤维可以用于跑鞋鞋帮和鞋底的材料。

对于鞋帮，芳纶纤维可以提供优异的耐磨性和抗拉伸性，同时减轻鞋子的重量，帮助运动员在长跑和训练中减少疲劳。

在鞋底中添加芳纶复合材料可以提高鞋子的抓地力和耐撕裂性，使运动员更好地掌握身体平衡和移动。

2. 篮球：芳纶材料可以应用于篮球的筐网和悬挂装置。

由于芳纶纤维的高强度和耐腐蚀性，这些器材可以耐受长期的使用和外界环境的影响。

此外，芳纶材料还能提供较好的柔韧性和弹性，使得篮球的弹跳和球网反弹更具有高品质。

3. 田径器材：芳纶纤维及其复合材料还可以应用于田径器材中，如铅球和标枪。

将芳纶材料涂覆或嵌入基础材料中制成的铅球和标枪具有更高的抗磨性和耐用性。

此外，芳纶材料的高强度和刚性也可以改善运动员的掷球效果，使得其投掷距离更加稳定和远。

4. 自行车：芳纶材料可以制成自行车车架、车轮和赛车盔甲等。

由于芳纶材料的高强度和低密度，自行车制品能够在保持结构强度的同时减轻车辆重量，提高速度和灵活度。

此外，芳纶纤维的高吸湿性和透气性也可以提高运动员骑行时的舒适度，并防止器材损坏。

综上所述，芳纶及其复合材料在体育器材中的应用范围广泛，能够为各项运动提供更好的保护和效果。

随着科技的不断进步和材料制造工艺的不断改进，芳纶材料有望在更多的体育领域中得到应用。

芳纶纤维全称为"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。

芳纶纤维是重要的国防军工材料，为了适应现代战争的需要，目前，美、英等发达国家的防弹衣均为芳纶材质，芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有效提高了军队的快速反应能力和杀伤力。

在海湾战争中，美、法飞机大量使用了芳纶复合材料。

除了军事上的应用外，现已作为一种高技术含量的纤维材料被广泛应用于航天航空、机电、建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个方面。

在航空、航天方面，芳纶由于质量轻而强度高，节省了大量的动力燃料，据国外资料显示，在宇宙飞船的发射过程中，每减轻1公斤的重量，意味着降低100万美元的成本。

除此之外，科技的迅猛发展正在为芳纶开辟着更多新的民用空间。

据报道，目前，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%。

芳纶主要分为两种，对位芳酰胺纤维（PPTA）和间位芳酰胺纤维（PMIA），自20世纪60年代由美国杜邦（DuPont）公司成功地开发出芳纶纤维并率先产业化后，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。

芳纶纤维复合材料
首先，芳纶纤维复合材料具有超强的拉伸强度。

芳纶纤维的拉伸强度比钢材还要高出5倍以上，是其他合成纤维的10倍以上。

这使得芳纶纤维复合材料在承受高强度冲击或拉伸力的情况下能够保持稳定的结构，并且具有出色的抗撕裂性。

其次，芳纶纤维复合材料具有极佳的耐热性能。

芳纶纤维的软化温度高达500℃以上，在高温或火灾等极端环境下能够保持结构的完整性。

这种耐热性能使得芳纶纤维复合材料在航空航天和军事应用中非常重要，可以用于制造高温发动机薄壁零部件、防火阻燃材料等。

另外，芳纶纤维复合材料具有优秀的抗腐蚀性能。

由于芳纶纤维本身是一种化学惰性纤维，具有很高的抗化学腐蚀性能。

因此，芳纶纤维复合材料能够在酸、碱和其他化学溶剂等腐蚀性环境中长期稳定地使用，不会出现腐蚀、膨胀或变形等问题。

此外，芳纶纤维复合材料还具有轻质的特点。

相对于金属材料，芳纶纤维复合材料具有更轻的重量，可以大大减轻结构的负载，并提高整个系统的性能。

在航空航天领域，它可以用于制造飞机的机身和机翼，以减少飞机自重，提高飞行的效率和安全性。

综上所述，芳纶纤维复合材料是一种在高强度、高温、抗腐蚀等极端环境下表现出色的材料。

随着科技的进步和工艺的改进，芳纶纤维复合材料的应用领域将会进一步拓展，为人们的生活和工作带来更多的便利和安全保障。

芳纶纤维的结构、制备及应用综述摘要：芳纶是一种高科技特种纤维，它具有优良的力学性能，稳定的化学性质和理想的机械性质。

它的全称为“芳香族聚酰胺纤维”，1974年，美国贸易联合会将它们命名为“aramidfibers”，其定义是：至少有85％的酰胺链(—CONH—)直接与两个苯环相连接。

我国则将它们命名为芳纶，其全称也可简化为“芳酰胺纤维”。

它有一系列的产品，可用于航空航天工业、IT（信息技术）产业、国防工业、汽车工业等。

关键词：芳纶1313，芳纶1414，芳纶纤维结构，芳纶纤维应用、发展及制备一、芳纶纤维的简介芳纶全称芳香族聚酰胺纤维，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、耐酸碱、重量轻等优良性能，还具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。

二、芳纶的结构和性能芳纶可分为邻位、对位和间位3种，而邻位无商业价值。

自20世纪60年代由美国杜邦公司成功开发出芳纶纤维并率先产业化后，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度的历程，价格也降低了一半。

现在国外芳纶无论是研发水平还是规模生产都日趋成熟。

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。

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。

下面我们主要介绍一下对位芳纶和间位芳纶的代表产品，邻位因为无商业价值将不做介绍。

1、芳纶1414的结构和性能芳纶1414由对苯二胺（PPD）和苯二酰氯（TPC）这两种单体聚合而成。

在缩聚反应中，TPC和PPD反应生成聚合物聚对苯二甲酰对苯二胺，也就是PPTA。

结构式为；结构特点可以归纳为：1)分子链沿纤维轴向高度结晶排列。

2)纤维含有氢键系，这种氢键系沿其轴线有规则地折叠，并沿径向分布。

芳纶纤维材料及其应用摘要：本文对芳纶纤维的发展概况，结构性能以及主要应用领域作简单介绍。

最后分析一下芳纶纤维的发展前景。

关键词：芳纶纤维材料；芳纶1313；芳纶1414；结构性能；应用；发展前景Aramid fiber material and its applicationAbstract：In this paper, the general development of aramid fiber, structure, performance and main application field are introduced.Finally, analysis of the development of the aramid fiberKey words: Aramid fiber material; Aramid 1313; Aramid 1414; Structure performance; Application; Future development1 芳纶纤维概况芳纶纤维即芳香族聚酞胺纤维，是以芳香族化合物为原料经缩聚纺丝制得的合成纤维。

芳香族聚酰胺纤维首先是由美国杜邦公司于1965年引入市场的。

这种间位取向的芳香族聚酰胺纤维称作Nomex。

上世纪70年代早期，杜邦公司开发了第二种产品即对位芳香族聚酰胺纤维Kevlar，并且此后一直占据芳纶的首要地位，直到1986年荷兰Akzo公司的Twaron、1987年日本帝人公司的Technora及俄罗斯的ARMOC纤维的出现，才使Kevlar独占体系崩溃。

[1]芳纶纤维工业化的产品有两种：芳纶1313（全称为聚间苯二甲酰间苯二胺纤维）和芳纶1414（全称为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维）。

芳纶纤维具有良好的抗冲击和耐疲劳性能，有良好的介电性和化学稳定性，耐有机溶剂、燃料、有机酸及稀浓度的强酸、强碱，耐屈折性和加工性能好。

它可用普通织机编织成织物，编织后其强度不低于原纤维强度的90%[2]。