淺談芳綸

淺談芳綸

芳綸，自上世紀60年代誕生以來，由于其獨特的性能，一直是材料界的寵兒，更是民間的傳說，其問世被稱為“合成纖維技術史上一個新的里程碑”。盡管身價不菲，且長期僅為美國、日本、俄羅斯等少數國家所有，但幾乎每個高尖領域都流傳著關于它的故事。這么NB，難怪從“六五”開始國家一直將其納入五年計劃的攻關項目呢！快跟小芯一起去圍觀，一睹大神的真容吧！

名稱：芳綸（中國紡織品慣例命名）

英文名：Aramid fiber

學名：芳族聚酰胺纖維

屬性：高性能合成纖維，指分子鏈中85%以上的酰胺鍵直接鍵合在芳香環(huán)上的線性高分子聚合物。

主要成員

1、對位芳綸（PPTA）：即聚對苯二甲酰對苯二胺，我國稱芳綸1414，又稱芳綸Ⅱ，具有高強、高模和耐高溫等優(yōu)點，被譽為“防彈纖維”。但耐強酸、強堿性相對較差，對紫外線較敏感。對位芳綸可作纖維單獨使用，也可作為橡膠、樹脂、混凝土等補強材料用于航空航天、國防、汽車工業(yè)以及體育器材等多個領域。在整個芳綸生產領域，對位芳綸發(fā)展最快，產能主要集中在日本、美國和歐洲。

2、間位芳綸（PMIA）：即聚間苯二甲酰間苯二胺，我國稱為芳綸1313，具有優(yōu)異的阻燃性、熱穩(wěn)定性和耐輻射等性能，被譽為“防火纖維”，同時更是全球公認的最佳絕緣材料。但強度和模量相對較低，且高溫尺寸穩(wěn)定性較差。廣泛應用于宇航服、賽車運動服、防火服、耐高溫濾布、烘干機襯布、傳送帶基布以及復合材料等。 

3、雜環(huán)芳綸：指含有氮、氧、硫等雜質原子的二胺和二酰氯縮聚而成的芳綸，我國稱為芳綸III， 因其具有輕質高強、抗沖擊、耐高溫、柔韌性好、耐磨等優(yōu)異性能，芳綸III主要用于火箭發(fā)動機、飛機構件防彈、裝甲、輪胎、電子等領域有大量應用。

典型代表：俄羅斯卡門斯克和特威爾SVM、Armos、Rusar、中藍晨光STARAMID F-3。

獨門絕技

1、百煉鋼不如繞指柔

芳綸纖維集合超高強度、高模量、耐高溫、耐酸堿、質輕等優(yōu)良性能于一身，被稱為“全能纖維”。其比強度為鋼鐵的5-6倍，模量是鋼絲和玻璃纖維的2-3倍，韌性是鋼絲的2倍，密度僅為鋼絲的1/5。可用于高性能復合材料的增強體， 在纖維行業(yè)中占有重要的地位。

2、讓子彈飛一會

芳綸質地柔軟，密度小，適于用作可穿戴的護甲，在提供盡可能大的防護面積的同時盡可能保持人體的活動性。由于芳綸難切割，其產品自帶防切割屬性，非常適合用作維護治安的警用護具。防彈衣是指采用芳綸編織片層疊封裝的軟質護甲，而防彈盔是利用樹脂膠粘合壓膜定型生產出來的。芳綸的防護原理是利用纖維層超高的強度和韌性耗散彈頭的沖擊，將其傳播至周圍區(qū)域，并將彈頭或破片裹在防彈層內來阻擋彈頭的穿透，從而降低傷害，有效保護人體防護部位。

活躍領域

芳綸絕技的活躍范圍：軍事國防、航空航天、汽車、建筑、電子電器、體育用品等領域

1、軍事國防俄羅斯的雜環(huán)芳綸較對位和間位芳綸材料具有更高的模量、強度和阻燃性能，但由于價格昂貴，只應用于軍事國防和高端民用領域。其Armos已裝備俄羅斯多種高性能武器系統(tǒng)。如用于S S-24、S S-25及當前技術最先進的“白楊-M”（即SS-27）等洲際導彈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級發(fā)動機殼體上，發(fā)動機質量比達到0.92以上。俄羅斯最新的布拉瓦潛射導彈也采用了Armos纖維用于發(fā)動機殼體。俄羅斯采用雜環(huán)對位芳綸Armos制備了芳綸頭盔，其V50達到600～650 m/s，超過了美軍PASGT頭盔（609 m/s）、德軍現役頭盔（620 m/s）和北約通用芳綸頭盔（487 m/s），且質量僅約1.25kg，大大降低了士兵的負重，提高機動性。

不管是汽車、飛機、運鈔車還是私人車輛或乘客都期待裝甲防彈車輛可以為他們提供保護。 除了提供保護之外，車輛還必須能夠在危險的區(qū)域中提供可靠性和可操控性。芳綸纖維已廣泛用于各國的裝甲車和士兵及警方專業(yè)人員防護用品，在戰(zhàn)場或者危險環(huán)境下保護生命守護者的自身安全。

2、航空航天

杜邦kevlar和Nomex蜂窩材料憑借其超高強度、剛性、韌性、耐腐蝕性和其他特性，助力空客A380成為世界上燃油效率最高的機型之一。A380飛機的機艙地板、墻體、頂棚、艙頂行李箱、起落架艙門隔板、機翼前后緣、直升機旋翼槳葉等眾多部件均采用了由Nomex® 制成的蜂窩復合材料，而座椅套采用Kevlar 纖維材料。

3、 汽車部件增強、隔熱及剎車片、離合器墊片加固

高性能芳綸纖維融合了阻燃性和耐溫性、強韌、增強等諸多優(yōu)異特性，有助于顯著改進過濾器、傳動帶、剎車片、墊圈、軟管和其他汽車部件的性能。4、 工業(yè)防火、阻燃防護

40多年前，杜邦科學家研制出了Nomex®纖維，一種革命性的阻燃材料，以保護消防員、產業(yè)工人、警察和軍人免受高熱、火焰和火災的危害。Nomex®纖維已成為工業(yè)阻燃防護服的首選材料。2013年美國杜邦推出飛機用耐火新材料Nomex® XF，為航空航天工業(yè)提供了一種獨特的隔火應用解決方案，防護科技發(fā)展更進一步。5、體育用品、服裝和配件

因其對工業(yè)防護和生命防護應用的效果久經驗證，芳綸纖維是更輕、更強和更安全的體育用品的制造商和消費者的首選，對運動員、戶外活動愛好者，以及對體育產品性能要求更高的人群有著非常大的吸引力。

生產現狀

Q

作為如此強大的芳綸，那么它的工業(yè)化生產現狀是怎樣的呢？

A

由于芳綸的制備技術難度高、投資大，目前仍主要由美國杜邦公司和日本帝人公司生產，俄羅斯的芳綸制備僅用于國防軍事。近年來我國初步實現量產，多家企業(yè)建立年產500-1000噸的對位芳綸生產線，如江蘇兆達特纖科技有限公司、煙臺泰和新材、河北硅谷化工、中藍晨光化工、中石化儀征化纖公司等，此外中藍晨光已建立雜環(huán)芳綸生產線。但國內產能無法滿足市場需求，且部分高檔產品由于涉及軍工、航天等敏感領域，產品和技術都受到國外的嚴格封鎖。