芳香族聚酰胺纖維,簡(jiǎn)稱“芳綸纖維”，是一種新型高科技合成纖維，由于中國(guó)的起步較晚，美國(guó)，日本，歐洲等國(guó)家的芳綸纖維的生產(chǎn)和研究處于領(lǐng)先地位，今天，芳綸纖維的大部分使用仍依賴進(jìn)口。但是，由于中國(guó)對(duì)芳綸纖維的關(guān)注和投資，相信在不久的將來，中國(guó)將在芳綸纖維市場(chǎng)中占有一席之地，例如煙臺(tái)泰和新材料有限公司實(shí)現(xiàn)了芳綸纖維的商業(yè)化生產(chǎn)，處于全國(guó)前列。在中國(guó)的芳綸纖維工業(yè)化中，其年產(chǎn)量逐年增加。
芳綸纖維的性能特點(diǎn)
芳綸纖維的主鏈由芳香環(huán)和酰胺鍵構(gòu)成，芳環(huán)結(jié)構(gòu)剛性高，聚合物鏈呈伸展?fàn)顟B(tài)形成棒狀結(jié)構(gòu)；同時(shí)線性結(jié)構(gòu)的分子鏈?zhǔn)绞沟梅季]纖維空間利用率高，故單位體積可容納的聚合物多因此強(qiáng)度較高。另外，大分子鏈的構(gòu)象近似直線型，橫截面積小，高分子鏈的角變形與鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)受到的阻力大，相對(duì)分子質(zhì)量大。
由于對(duì)位芳綸纖維（PPTA）和間位芳綸纖維（PMIA）在微觀結(jié)構(gòu)上存在對(duì)位和間位的差別，因此物理性能也有所不同。對(duì)位芳綸由對(duì)苯二甲酰氯和對(duì)苯二胺經(jīng)縮聚得到，分子鏈段較規(guī)整，高取向度，分子之間通過氫鍵結(jié)合，形成氫鍵共平面后沿同一方向堆砌形成纖維。故具有非常強(qiáng)的剛性，象棒狀分子，耐高溫性能好，強(qiáng)度高、高模量體溫。利用對(duì)位芳綸纖維的高度取向、表面易原纖化的特質(zhì)，可以制造成芳綸漿粕，提高混合物的吸附力，或作為增強(qiáng)纖維用于增強(qiáng)摩擦及密封產(chǎn)品中。
芳綸纖維的應(yīng)用
芳綸纖維性能優(yōu)異，是材料界重要的高科技材料，有著“全能纖維”的稱號(hào)，芳綸纖維及其制品得到廣泛應(yīng)用，主要得力于其高強(qiáng)度、高模量、耐高溫等特性。
芳綸纖維復(fù)合材料最初用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、航空氣瓶、航空結(jié)構(gòu)件及軍用產(chǎn)品，隨著芳綸纖維生產(chǎn)技術(shù)的成熟化，成本的降低，其應(yīng)用逐漸從航空航天、軍用領(lǐng)域擴(kuò)展到民用領(lǐng)域。
航空航天軍事方面的應(yīng)用
航空航天領(lǐng)域
芳綸纖維強(qiáng)度高、并具有一定的耐腐蝕性，可用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體及飛機(jī)、航天器的機(jī)身、主翼、尾翼等結(jié)構(gòu)件的制造。隨著航天材料要求越來越苛刻，芳綸纖維逐漸由承受沖擊力的結(jié)構(gòu)部件發(fā)展到二次結(jié)構(gòu)材料，如機(jī)艙門窗、整流罩體表面以及機(jī)內(nèi)天花板、隔板、艙壁、行李架、座椅等。其實(shí)芳綸纖維在飛機(jī)上的廣泛應(yīng)用還與芳綸纖維質(zhì)量輕的特點(diǎn)密不可分，有資料記載，用芳綸纖維復(fù)合材料后飛機(jī)重量可減輕30%左右。
民用領(lǐng)域
傳送帶、輸送帶上的應(yīng)用
小型化、輕量化和高效化是現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)的發(fā)展方向,隨著帶傳動(dòng)的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)帶傳動(dòng)的要求也越來越高，如汽車行業(yè)對(duì)傳動(dòng)帶提出了24萬(wàn)km或30萬(wàn)km甚至與汽車同壽命的苛刻要求，進(jìn)而推動(dòng)了汽車傳動(dòng)帶的技術(shù)進(jìn)步，傳統(tǒng)的路丁橡膠已越來越不能滿足當(dāng)前傳送帶對(duì)耐熱性的要求。
建筑領(lǐng)域
芳綸纖維復(fù)合材料在建筑領(lǐng)域主要是充當(dāng)增強(qiáng)材料使用，用芳綸纖維增強(qiáng)水泥，可獲得輕質(zhì)高強(qiáng)的結(jié)構(gòu)件，有效防止水泥制品開裂；同時(shí)芳綸纖維韌性好，可加工成布、索、編織成鋼筋狀，作為水泥增強(qiáng)骨架材料，質(zhì)量輕強(qiáng)度高，耐腐蝕、抗剪切。國(guó)外研究開發(fā)用芳綸纖維增強(qiáng)膠粘層壓木梁的技術(shù)，采用低級(jí)木材取代高級(jí)貴重木材而極大地降低成本，性能不比鋼筋水泥構(gòu)件差且降低了成本。此項(xiàng)技術(shù)在歐美國(guó)家如美國(guó)、德國(guó)、日本、澳大利亞等國(guó)研究開發(fā)較多，應(yīng)用前景廣闊。
交通領(lǐng)域
芳綸纖維在交通領(lǐng)域主要用于制造汽車或飛機(jī)的輪胎，由芳綸纖維制造的輪胎質(zhì)輕胎薄、滾動(dòng)阻力小故耐磨性好；且輪胎承載力高，耐切割及刺穿；輪胎工作時(shí)重心移動(dòng)小，轉(zhuǎn)向性能好，汽車乘坐舒適；散熱好，不易變形，輪胎使用壽命長(zhǎng)，可滿足現(xiàn)代超音速飛機(jī)對(duì)輪胎的使用要求。
高溫過濾材料
間位芳綸纖維熱穩(wěn)定性好，高溫下難老化，可在220℃工況下長(zhǎng)期使用，耐磨、耐堿性良好耐酸性稍遜。用間位芳綸制成的各種濾材已廣泛用于化工廠、電廠、水泥廠、石灰廠、煉焦廠、以及電弧爐、油鍋爐、焚化爐等高溫?zé)煹篮蜔峥諝膺^濾，抵抗有害煙霧的化學(xué)腐蝕，不僅有效除塵還可回收貴重金屬。
電子電氣領(lǐng)域
芳綸纖維強(qiáng)度高，可用于光纖加工，當(dāng)光纖受拉力時(shí)不會(huì)因伸長(zhǎng)變形而影響光的傳輸；若將芳綸纖維與碳纖維復(fù)合加工，可用于制作高電壓裝置中降低電場(chǎng)的材料；利用芳綸短切纖維優(yōu)異的耐磨和非磨耗表面特性，可用于制作電子電器設(shè)備上用的制動(dòng)器(閘)、離合器、斷路器等。還可與天然云母片結(jié)合用作耐熱性電機(jī)的絕緣材料。
其他應(yīng)用
芳綸纖維材料還可用于體育器材的制造，如高爾夫球棒、網(wǎng)球拍、滑雪橇、雪車、標(biāo)槍等。運(yùn)動(dòng)條件苛刻的登山鞋靴、拳擊手套、賽車頭盔等也可用芳綸纖維來制造。
利用芳綸纖維復(fù)合材料質(zhì)量輕可用于造船，減輕船體自重，節(jié)約燃料，從而增加航程。并且芳綸纖維復(fù)合材料吸收振動(dòng)及承受連續(xù)沖擊能力強(qiáng)，船航行穩(wěn)，提高乘船的舒適度。此外芳綸纖維還可用于制造海輪用和石油深井用纜繩等。
展望及發(fā)展趨勢(shì)
由于國(guó)外技術(shù)的限制，中國(guó)芳綸纖維的生產(chǎn)和使用起步較晚，自2004年芳綸纖維工業(yè)化以來，中國(guó)芳綸纖維的發(fā)展迅速變化。2011年芳綸纖維的生產(chǎn)批次是國(guó)產(chǎn)芳綸纖維的風(fēng)向標(biāo)。
為了填補(bǔ)芳綸纖維的國(guó)內(nèi)消費(fèi)缺口并減少進(jìn)口量，有必要加大研究和研發(fā)力度，并結(jié)合企業(yè)和大學(xué)，以減少芳綸編織的困難和加工效率低下，以及對(duì)航空航天工業(yè)和材料的嚴(yán)格要求。在其他應(yīng)用領(lǐng)域，高性能芳綸纖維的發(fā)展是未來的重要方向。為了改善芳族聚酰胺纖維的表面與基材之間的粘合性，并改善芳族聚酰胺膜與基材界面之間的粘合條件。
芳綸纖維的發(fā)展是中國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，也是支撐航天和軍事發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。但是，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)芳綸纖維的研發(fā)嚴(yán)重滯后，許多生產(chǎn)設(shè)備，原材料和產(chǎn)品都依賴進(jìn)口。因此，我們必須不斷努力，打破基礎(chǔ)技術(shù)的國(guó)際障礙，獨(dú)立突破技術(shù)壁壘和創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)芳綸纖維的本土化，走向世界。
文章來源：復(fù)材網(wǎng)
原標(biāo)題：《【行業(yè)動(dòng)態(tài)】論芳綸纖維的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)》
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