高性能纤维的研究与发展现状

聚丙烯腈纳⽶纤维的发展现状与展望聚丙烯腈纳⽶纤维的发展现状与展望关键词：聚丙烯腈；静电纺丝；纳⽶纤维；活化；纳⽶碳纤维摘要：聚丙烯腈(PAN)，⼀种以良好的稳定性和机械性能著称的聚合物，已经⼴泛应⽤于碳纳⽶纤维(CNFs)的⽣产中，由于其环境友好性和商业可⾏性等诸多优良特点，近来很受关注。

在⽣产碳纳⽶纤维(CNFs)的众多单体中，由于聚丙烯腈的⾼含碳量和加⼯中的灵活性，以及腈类聚合物的阶梯型结构组成，碳纳⽶纤维(CNFs)也很容易获得稳定的产品。

由此可见，它们在电⼦、组织⼯程膜、过滤材料和⾼性能复合材料等领域有⼴泛的应⽤。

本⽂综述了PAN和PAN 预聚体是⽣产PAN碳纳⽶纤维(CNFs)聚合物原料中的混合物和各种复合材料。

各种PAN的改性和PAN未来的前景在不同的科学技术学科领域都将得以研究。

1. 介绍聚丙烯腈（PAN）和聚丙烯腈的共聚物已经⼴泛地地在商业/技术开发领域研究了近⼀个世纪。

PAN可被交联，但也可能存在不交联。

PAN的交使其产⽣了⼀些重要的物理性能。

⽐如不溶性和耐普通有机溶剂溶胀性。

近来，相当⼤的努⼒⼀直致⼒于研究聚丙烯腈（PAN）的加⼯和纤维成型技术。

在⽤于⽣产碳纳⽶纤维（碳纳⽶纤维）的各种不同预聚体中，聚丙烯腈是最常⽤的聚合物，由于梯形结构的腈类通过聚合形成；主要是由于其⾼的碳产率（⾼达56％）、弹性剪切最终使碳纳⽶纤维（CNF）产品容易获得稳定的结构。

PAN的化学性质是⾮常重要，因为其在形成纳⽶碳纤维的不同应⽤中，包括⾼多孔结构化纳⽶碳纤维的预聚体的使⽤中表⾯存储电⼦和能量应⽤，以及在⽯墨增强丝线⽤于⾼强度和⾼刚度的有机复合材料中的应⽤。

最近Inagaki等；介绍了化学和纳⽶碳纤维的应⽤科学技术发展研究主要限于⽇本。

Barhate和罗摩克⾥希发表了纳⽶纤维作为过滤微⼩材料的过滤介质。

李霞讨论关于静电技术⽣产纳⽶纤维的发展趋势。

然⽽，据我们所知，关于PAN-based CNFs研究的不同的技术和PAN-based CNFs 在诸多不同领域中的应⽤，如图1，对PAN基碳纳⽶纤维的整体批判性的评价没有过评论。

高性能纤维（五）酚醛纤维（PNF）酚醛纤维是一种三维交联的阻燃有机纤维，1968年由美国金刚砂（Carborundum）公司的J．Economy首次申请相关专利，该纤维的问世打破了三维交联树脂无法成纤的固有观念，并促进了蜜胺等交联纤维的相继出现。

20世纪70年代，美国、日本等对酚醛纤维进行了持续的研究，但由于纤维力学性能欠佳，没有得到大规模的开发应用。

随着通用化学纤维在家居、装饰中的应用，化纤在室内火灾中的危害与日俱增，化纤的阻燃及发烟性能再次被人们关注。

酚醛纤维从化学组成上来看，大约含76%的碳、18%的氧和6%的氢，不含其他元素，是一种无结晶、无取向的体型结构聚合物。

酚醛纤维抗燃性能突出，LOI达30%～34%，并具有自熄性，在火焰中不熔融，冒烟少；碳化中能保持原有的形态，碳化率为50%～60%；隔音效果好，导热系数较小，并对γ射线有较高的抵抗性。

因此，酚醛纤维广泛应用于制备阻燃纸张、纺织品、复合材料、石棉替代品、碳纤维及活性炭的前驱体，以及隔热、隔音材料和烧蚀材料等。

1、酚醛纤维的制备1.1低相对分子质量酚醛树脂的制备酚醛树脂经纺丝、交联形成类似热固性酚醛树脂的三维无定形网络结构的酚醛纤维。

酚醛树脂由苯酚和甲醛在酸或碱性条件下合成，分别得到热塑性酚醛树脂（Novolac）或可溶性酚醛树脂（Ｒesole），但用于纺丝原液的酚醛树脂的相对分子质量很低。

这是由于：（1）热塑性酚醛树脂的缩聚反应过程中，酚/醛摩尔比须在1∶（0．75～0．85），甲醛含量的增多将导致凝胶出现，反应难以进行，所以热塑性酚醛的相对分子质量往往低于2000；（2）可溶性酚醛树脂的合成中，甲醛过量，酚/醛摩尔比为1∶（1～1．5），甚至达1∶3，得到高反应性羟甲基酚醛树脂，为保证产物处于可溶性酚醛树脂阶段，反应须提前停止，防止相对分子质量增大生成不溶的热固性酚醛树脂。

1.2酚醛纤维的制备方法由低相对分子质量酚醛树脂制备酚醛纤维有以下3种工艺方法：（1）熔融纺丝，是以相对分子质量约800～1000的热塑性酚醛树脂为原料，通过熔融纺丝获得原丝；或为了提高纤维的强度，改善加工性能，用聚酰胺6（PA6）作为纤维成形载体，通过与热塑性酚醛树脂共混纺丝，最终在甲醛及盐酸等的水溶液中交联固化，成为体型结构的酚醛纤维。

钢纤维混凝土的研究现状和发展动态的开题报告一、研究现状随着人们对混凝土性能的要求越来越高，传统的钢筋混凝土逐渐不能满足其使用要求。

钢纤维混凝土应运而生，其在抗裂、抗震、耐久性等方面具有明显的优势。

目前，钢纤维混凝土的研究已经取得了很大的进展，主要表现在以下方面：1.钢纤维混凝土的性能研究许多学者通过加入钢纤维来改善混凝土的某些特性，如抗裂、抗震、耐久性等，已经取得了很好的效果。

通过实验室试验，钢纤维混凝土的各项性能已经得到了较为全面的研究。

2.钢纤维混凝土的力学性能研究钢纤维混凝土的力学性能是研究钢纤维混凝土的一个重要方面。

如抗拉剪强度、抗压强度、变形性能等都需要进行研究。

目前，国内外许多学者对钢纤维混凝土的力学性能进行了深入研究，并取得了很多有价值的研究成果。

3.钢纤维混凝土的应用研究钢纤维混凝土的应用范围非常广泛，如桥梁、隧道、水利、地铁等工程领域。

目前，许多大型的工程项目已经开始采用钢纤维混凝土进行建设，应用前景非常广阔。

二、发展动态随着钢纤维混凝土的研究和应用不断深入，其发展也得到了各方面的重视。

当前，钢纤维混凝土的发展动态主要表现在以下几个方面：1.钢纤维混凝土的制造工艺钢纤维混凝土的制造工艺对其性能有很大的影响。

当前，一些先进的制造工艺已经得到了广泛应用，如高效、自动化的钢纤维混凝土生产线。

2.钢纤维混凝土的新型纤维钢纤维混凝土的性能与所用的钢纤维型号密切相关。

现在，一些新型、高性能的钢纤维已经应用于钢纤维混凝土中，如钢纤维复合材料等。

3.钢纤维混凝土的性能改进为了进一步提高钢纤维混凝土的性能，一些学者进行了各种性能改进的研究，如改进混凝土的配合比、改进钢纤维的加入方式、改进混凝土的养护条件等。

这些改进措施大大提高了钢纤维混凝土的总体性能。

4.钢纤维混凝土的应用扩大钢纤维混凝土的应用范围正在不断扩大。

除了上述领域之外，还有一些其他领域也在逐渐采用钢纤维混凝土，如矿山、航空、军工等。

总之，钢纤维混凝土的研究和发展有着广泛的应用前景，其在建筑领域的应用也将越来越普及，这将进一步推动钢纤维混凝土技术的发展。

中国碳纤维行业发展现状分析一、碳纤维行业概况碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。

它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。

碳纤维主要分为粘胶基、沥青基和聚丙烯腈（PAN）基三大种类，各有不同的使用场景和生产方法。

其中沥青基碳纤维碳收率最高，可达80%-90%，但由于生产成本高，而难以应用于大批量工业应用制造。

PAN基碳纤维综合性能最好、生产工艺成熟简单、应用最广、产量最高、品种最多，是目前全球碳纤维市场的主流碳纤维产品，产量占全球碳纤维总产量的90%以上。

完整的碳纤维产业链包含从能源获取到成品制造的全过程。

碳纤维行业上游是制备聚丙烯晴（PAN）原丝过程，由于在原材料中原油制丙烯成本最低，故而此过程首先从原油中制出丙烯，再将丙烯经氨氧化后得到丙烯腈，再经聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈（PAN）原丝。

产业链中游是利用原丝经过预氧化、低温和高温碳化后就得到碳纤维，以及制备碳纤维织物和碳纤维预浸料，碳纤维预浸料可根据不同需求制成各类复合材料成品。

产业链下游是以航空航天、体育休闲、风电叶片、工业领域为主的相关应用领域。

二、全球碳纤维行业发展现状分析近年来，随着碳纤维行业产业链下游应用领域的不断发展，直接拉动了全球碳纤维需求的增长。

全球碳纤维总需求已从2013年5.01万吨，增长到了2019年的10.37万吨，复合增速为11.89%，预计2020年全球总需求将达到11.24万吨。

碳纤维行业下游产业中，风电叶片、航空航天、体育休闲的碳纤维需求量分别为2.55万吨、2.35万吨、1.50万吨，占据需求构成的前三位，占比分别为24.59%、22.66%、14.46%。

2019年，航空航天产业对碳纤维需求量仅占总需求量的22.66%，但其销售金额价值却达到了14.1亿美元，占碳纤维总销售金额的49.13%，占比将近一半；体育休闲、风电叶片、汽车领域的碳纤维市场需求价值分别为3.45亿美元、3.57亿美元、2.12亿美元，除航天航空的其他领域市场需求合计占比50.87%。

两种高性能纤维研究进展李艳伟，宁元军，母长明，黄玉东（哈尔滨工业大学化学学院，哈尔滨150001）摘要:简介了聚对苯撑苯并双恶唑（PB O ）纤维和聚二羟基苯撑并吡啶双咪唑（PI PD ）纤维的发展历史、制备方法、性能及应用，着重对PB O 纤维和PI PD 纤维最近几年研究的热点和方向进行了综述。

关键词:聚对苯撑苯并双恶唑纤维；聚二羟基苯撑并吡啶双咪唑纤维；研发；进展中图分类号:TQ342.734；TQ342.733文献标识码:A文章编号:1007-9815（2011）01-0036-08收稿日期:2010-12-17基金项目:国家自然科学基金(51073047)作者简介李艳伟（），女，吉林四平人，博士研究生，研究方向为高性能纤维及复合材料制备，(电话)563(电子信箱)y @y ；通讯作者：黄玉东，教授，(电子信箱)y @。

The Latest Developments on High-performance FibersLI Y an-wei,SONG Y uan-jun,MU Chang-ming,HUANG Y u-dong(The School of Civil and Architectural Engineering,University of Jinan,Jinan250022China)Abstra ct:The history,preparation,properties and applications of PBO fiber and PIPD fiber.Were introduced,and maily focus on the research direction of the PBO fiber and PIPD fiber in recent years.Ke y words:PBO fiber;PIPD fiber;research;developmentVol.36No.1Feb.2011高科技纤维与应用Hi-T ech Fiber &Application第36卷第1期2011年2月随着科学技术的发展与进步，纤维已经不仅仅局限于服装业，高性能纤维开始广泛应用于航空航天、新能源、海洋、生物医学、通讯信息、军工等高科技产业。

纺织工程中新材料的应用探索纺织工程作为一门涉及纤维、纱线、织物及其加工工艺的学科，一直以来都在不断地发展和创新。

其中，新材料的应用为纺织行业带来了新的机遇和挑战。

本文将探讨纺织工程中一些具有代表性的新材料及其应用，包括高性能纤维、智能材料和环保材料等，并分析它们对纺织行业的影响。

一、高性能纤维高性能纤维是具有优异的物理性能和化学性能的纤维材料，如碳纤维、芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维等。

碳纤维具有高强度、高模量和低密度的特点，在航空航天、汽车制造和体育用品等领域得到广泛应用。

在纺织工程中，碳纤维可用于制造高性能的纺织复合材料，如碳纤维增强织物。

这些织物具有出色的强度和刚度，可用于制造飞机的结构部件、汽车的轻量化零部件以及高性能的运动装备，如网球拍、自行车车架等。

芳纶纤维具有耐高温、阻燃、高强度和高模量等特性，被广泛应用于防护服装、航空航天和电子电气等领域。

在纺织领域，芳纶纤维常用于制造防火服、防弹衣等防护用品，以及耐高温的输送带和电缆等工业用品。

超高分子量聚乙烯纤维具有极高的强度和耐磨性，在绳索、防护装备和渔网等领域有着重要的应用。

在纺织工程中，它可以用于制造高强度的绳索和渔网，以及具有良好耐磨性能的防护服。

二、智能材料智能材料是指能够感知外界环境变化并做出相应响应的材料。

在纺织工程中，常见的智能材料包括形状记忆材料、相变材料和导电纤维等。

形状记忆材料能够在一定条件下改变形状，并在特定条件下恢复原始形状。

例如，形状记忆合金丝可以被编织到织物中，用于制造具有形状记忆功能的服装，如能够自动调整领口和袖口形状的衬衫。

相变材料能够根据环境温度的变化吸收或释放热量，从而实现温度调节的功能。

将相变材料微胶囊化后可以嵌入到纺织纤维中，制造出具有调温功能的织物，这种织物可用于制作保暖服装和智能床上用品，能够根据人体的温度和环境温度自动调节热量，提供舒适的穿着和使用体验。

导电纤维具有良好的导电性，可用于制造抗静电织物和智能电子纺织品。

国内外纺织新材料的发展现状与趋势近年来，随着科技的不断进步和人们对生活品质的不断追求，纺织新材料的研发和应用变得越来越重要。

国内外纺织新材料在各个领域有了广泛的应用，为经济社会的发展做出了重要贡献。

本文将从纺织新材料的发展现状和趋势两个方面来探讨。

我们来看纺织新材料的发展现状。

目前，国内外纺织新材料的研发和应用已经取得了一系列突破。

在纺织材料的基础上，通过引入新的材料和技术，纺织品的性能得到了显著提升。

例如，纳米纤维材料的出现使得纺织品具备了更好的抗菌、防尘和防紫外线的功能，为人们提供了更加健康、舒适的穿着体验。

此外，新型纺织材料的研发还带来了更轻、更柔软、更耐磨的纺织品，满足了人们对高性能、高品质纺织品的需求。

同时，随着人们对环境问题的关注不断增加，绿色纺织材料的研发也成为了研究的热点。

通过采用可降解材料、再生纤维等，既满足了人们对功能性的要求，又减少了对环境的污染。

我们来分析纺织新材料的发展趋势。

未来的纺织新材料将呈现出以下几个重要趋势。

首先，纺织材料将更加注重功能性。

人们对纺织品的功能需求越来越多样化，未来的纺织材料将注重实现多功能的结合。

例如，将阻燃、防水、防紫外线等多种功能融合到一块纺织品中，以满足人们在不同场景下的需求。

总的来说，国内外纺织新材料在功能性、环保性和健康性等方面都取得了重要进展。

未来的纺织新材料将更加注重多功能、环保和健康的特点，以满足人们对高品质生活的需求。

随着科技的不断进步和人们对生活品质的不断追求，纺织新材料的研发和应用将迎来更广阔的发展空间。

我们期待未来纺织新材料的更多突破，为人类的生活带来更多的便利和创新。

芳纶1414纤维及其研究进展1.芳纶纤维简介Kevlar纤维是芳香族聚合物纤维,是以对苯二胺和对苯二甲酰为原料,在有机溶液中进行低温缩聚,得到高性能、高结晶度的树脂釆用液晶纺丝新技术,溶于浓硫酸或六甲基酸酷胺等一些溶剂中配成纺丝原液,然后用干湿法纺丝的技术制备而成。

Kevlar纤维的分子链是由苯环和醜胺基按一定规律排列而成。

醜胺基团的位置又都在苯环的直位上,故而这种聚合物具有良好的规整性,致使Kevlar纤维具有高结晶度。

这种刚性的聚集状分子链,在纤维轴向是高取向的,分子链上的氢原子将和其它分子链上的基(酷胺基团内)结合生成氢键,成为高聚物分子间的横向联结。

Kevlar纤维这种苯环结构,使它的分子链难于旋转,高聚物分子不能折叠,又是伸展状态,形成体状结构,从而使纤维具有很高的模量。

聚合物线性结构的分子间排列十分紧密,在单位体积内可容纳很多聚合物分子,这种高致密特性使纤维具有较高的强度。

此外,这种苯环结构由于环内电子的共辆作用,使纤维具有化学稳定性,又由于苯环结构的刚性,使高聚物具有晶体的本质,使纤维在高温状态下具有尺寸稳定性。

2.表面处理纤维借助超临界二氧化碳的溶胀及携带性能，将六亚甲基二异氰酸酯（&’）( 携带进入芳纶中，并对纤维进行改性，利用力学性能测试!红外光谱!扫描电镜!)*射线光电子能谱方法测试了纤维的力学性能以及纤维与基体树脂的界面黏附性能，观察了纤维的表面形貌，分析了纤维表面的元素分布等结果表明：经改性的纤维强度及模量均有提高；纤维表面变得粗糙，+ 元素含量明显增加，极性基团增加；复合材料界面剪切强力明显增加，表明纤维更适合用作复合增强材料。

[1] 周建军,孔海娟,张蕊,马禹,滕翠青,余木火. 超临界二氧化碳下以六亚甲基二异氰酸酯改性芳纶[J]. 合成纤维,2012,05:1-4.对位芳给(Para-aramid fiber)主要品种是凯夫拉,其化学名称为聚对苯二甲酷对苯二胺(PPTA),是一种新型高科技合成纤维,具有高强度、高模量、高结晶度和高取向度,由于它出色的热稳定性能和化学惰性,使其成为了高性能复合材料增强纤维的最佳候选之一。

第35卷增刊2007年3月化工新型材料N EW CH EMICAL MA TERIAL S Vol 135No 13・79・高性能聚苯硫醚(PPS)纤维的发展与应用叶光斗1　唐国强2(1.四川大学高分子科学与工程学院,成都610065;2.昊华西南化工有限责任公司技术中心,自贡643000)Development and application on hight performance PPS f iberYe Guangdou 1　Tang Guoqiang 2(1.College of Polymer Sci.and Eng.,Sichuan University ,Chengdu 610065;2.Technologh Center ,Sout heast China Hao Hua Chemical Co.,Lt d.,Zigong 643000)作者简介:叶光斗(1950-),男,教授,主要从事高性能纤维的研究。

唐国强(1967-),男,高级工程师,主要从事PPS 的开发研究。

1　国内外PPS 纤维的发展现状1.1　国外发展现状作为高性能纤维之一的聚苯硫醚(PPS )纤维在国外已有较长的研究历史,Bartlesville 等在1975年就开始研究PPS 的纺丝。

Phillip s 公司于1979年研制出纤维级的PPS 树脂,1983年PPS 短纤维工业化生产,其商品名称为Ryton 。

1985年Phillip s 公司专利失效后,美、日以及西欧许多国家纷纷利用该技术建设PPS 树脂生产装置。

日本东丽公司、东洋纺公司、吴羽公司相继进行了PPS 纤维的开发。

1998年,日本东丽公司开始生产PPS 纤维,其商品名称为Torco n ,2000年该公司宣布并购美国Fibers &Yarns 公司的聚苯硫醚纤维部门,从而成为全球世界上PPS 纤维的最大供应商,同时拥有PPS 纺丝工业生产专利技术。

新型陶瓷纤维的制备及性能研究现状及发展趋势∗高伟超;康永【摘要】Ceramic fiber is a set of traditional insulation materials,refractory fibrous excellent perform-ance in one light-weight refractories,ceramic fiber,light weight,high temperature,thermal stability,low ther-mal conductivity,heat re-sistance of small and advantages such as mechanical vibrations,which involves all areas of its products,development pros-pects.This paper points out the present situation of the preparation and properties of the new ceramic fiber,and points out the development direction of the ceramic fiber technology in the future.%陶瓷纤维是一种集传统绝热材料、耐火材料优良性能于一体的纤维状轻质耐火材料。

它具有质量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，因而其产品涉及众多领域，发展前景十分看好。

笔者叙述了新型陶瓷纤维的制备、性能研究现状及未来陶瓷纤维技术发展方向。

【期刊名称】《陶瓷》【年(卷),期】2016(000)010【总页数】4页(P21-24)【关键词】陶瓷纤维;制备;性能;研究趋势【作者】高伟超;康永【作者单位】陕西金泰氯碱化工有限公司陕西榆林 718100;陕西金泰氯碱化工有限公司陕西榆林 718100【正文语种】中文【中图分类】TQ174.75陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有质量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热容小及耐机械振动等优点，因而在机械、冶金、化工、石油、交通运输、船舶、电子及轻工业部门都得到了广泛的应用，在航空航天和其它要求耐高温和较好力学性能的部件，包括烧蚀材料(如宇航器重返大气层的隔热罩、火箭头锥体、喷嘴、排气口和隔板等)[1]。