摘要：芳纶具有高模量、高断裂强度、低热紧缩率和低断裂伸长率等优异的职能，是理思的加强纤维资料。本文综述了芳纶资料的琢磨发扬景况，芳纶复合资料的制备措施、职能及其正在工业和生涯范围的运用，并对其发扬作了预测。

　　芳纶的全称是清香族聚酰胺纤维，是一种高强度、高模量、低密度和高耐磨的有机合成资料，而且具有牢固的化学性子。1974年，美邦交易连结会FTC（U．SFederalTradeCommission）将它们定名为“Aramidfiber”，其界说为：起码有85％的酰胺链（—CONH—）直接把两个苯环结合起来。芳纶于20世纪60年代初，由杜邦公司开荒出具有优异热牢固性的间位芳纶HF－1，即Nomex纤维。我邦称为芳纶1981年通过芳纶14的判断，1985年又通过芳纶1414的判断。因为简单的芳纶纤维操纵时具有缺陷，遇水后强度低重等，寻常将芳纶制成复合资料，正在资料中举动加强纤维，以适合分歧的操纵境遇，同时也能够更始资料的职能。

　　PPTA（Poly－P－pheneleneferephthalamide）于1971年研制凯旋，次年加入出产。其主链布局具有高度的轨则性，大分子是以非常伸长的状况存正在，它具有耐高温、防火、耐化学腐化及高的力学职能和抗劳累性，同时又具有低密度。它的强度为钢的3倍，为强度较高的涤纶工业丝的4倍，它的初始模量为涤纶工业丝的4～10倍，聚酰胺纤维的10倍以上。它的牢固性好，正在150℃温度下紧缩率为零，正在高温下仍能维持较高的强度，如正在260℃温度下仍可维持原强度的65％。它对橡胶粘附性优秀，是对照理思的帘子线纤维。如美邦杜邦公司的Kevlar－49、荷兰恩卡公司的Twaron、中邦的芳纶1414等。

　　MPIA（Poly－m－phenyleneisophthalamide）于1956年发端琢磨，于1967年完毕了工业化，间位芳纶的大分子链呈锯齿状，它具有优异的物理和力学职能，如强度、断后延迟率等。卓绝特征是具有极佳的耐火和耐氧化性。它正在温度260℃继续操纵1000小时后，其强度仍能维持原强度的65％；正在300℃高温下操纵7天，仍能维持原强度的以燃烧，脱节火焰后具有自熄性；它正在酸、碱、漂白剂、还原剂及有机溶剂中的牢固性很好。同时还具有优秀的抗辐射职能。它的亏欠之处和锦纶雷同，对日光牢固性较差，难以染色。

　　芳纶具有优秀的力学职能，睹外1。芳纶与其他纤维比拟较具有耐高温，伸长量小，弹性模量高和强度大的特征，奇特是对位的芳纶（Kevlar纤维），更为优异。

　　芳纶纤维和玻璃纤维雷同，产物样子有捻纱、无捻粗纱，百般规格布、带、毡及短切原丝等。复合资料的制备重要有两类，纤维与纤维围绕复合，和纤维与树脂或橡胶复合。

　　干法围绕的重要便宜是含胶量较容易左右，因而过去复合资料高压容器的成型连续选用了简单的干法围绕成型。然而因为湿法围绕具有成品本钱低、纤维磨损少、闲隙率低和出产效能上等便宜被海外寻常采用。过去我邦连续采用干法成型而研制了几十种干法成型粘接剂配方，有些配方如4304、4303A已凯旋地运用正在大型固体火箭煽动机上。工艺流程如下：芳纶纤维松开→混料→模压成型→热照料→磨削→制品。

　　湿法围绕成型与干法成型雷同，对树脂基体哀求务必具有肯定的力学职能，同时基体体例的粘度务必左右正在肯定的界限内以包管成型时纤维束能完整浸润。低重体例粘度重要有以下两种措施：（a）拔取合理的低粘度活性稀释剂，往往体例粘度餍足了浸渍工艺哀求但同时体例的力学职能和耐热职能较大幅度降落，源委筛选操纵一种搀和稀释剂和正在肯定水平上餍足打算哀求。（b）选用液体固化剂，液体固化剂的参预能使配方体例粘度有肯定的低重。

　　如哈尔滨玻璃钢琢磨所用的液体酸酐类固化剂构成的湿法环氧配方，已凯旋运用于化工管道的出产上。只要遵照现实条款，正在对粘度、力学职能、积蓄期三者归纳商酌的根柢上，打算适应的湿法配方。

　　对待芳纶纤维的湿法配方及湿法配方成型工夫缺乏进一步琢磨，而高职能湿法配方工夫是湿法围绕成型中开始需治理的要害工夫。

　　成型措施和玻璃钢等的成型措施雷同，有围绕法、手糊法、浸渍法、真空袋法、加压法以及打针法等，可遵照需求拔取。

　　常与芳纶纤维般配的树脂有环氧、酚醛、不饱和聚酯、乙烯基酯、聚酰亚胺等，近年来还和尼龙、PBT等适合操纵。张茂林等正在对单向芳纶／聚丙烯混纤复合资料拉伸职能琢磨中，芳纶无捻长丝纱（加强资料）为经纱，聚丙烯纤维（基体纤维）为纬纱，织成平纹结构的热塑性预聚体，肯定温度和压力下制成复合资料，调动经纱和纬纱的密度左右资料的构成。用芳纶制成的帘子线被越来越寻常地运用于汽车轮胎工业。芳纶与橡胶的复合资料工夫发扬很速。因为芳纶纤维的活性官能团少，与橡胶粘合较繁难。为治理粘合题目寻常采用以下设施：一方面调节或更始浸渍体例的配方及工艺，目前常用二浴浸渍或正在一浴浸渍中推广专用浸渍粘合剂；另一方面是正在橡胶胶料配方打算中推广胶用粘合剂。因为上述两方面的协同效应抵达较理思的粘合成果。

　　芳纶的高强度为各行各业所看好，更加是军事方面。摩登头盔泉源于一战，用于低重士兵的伤亡率。二战从此至70年代队伍防弹头盔均为钢盔，大局部为高锰钢或非常钢，盔壳众为冲压成型。尼龙盔重要运用于英邦和以色列，头盔内有一层高密度聚乙烯泡沫防震层降低舒坦度。芳纶盔是众层芳纶布经非常树脂粘结，高温高压成型的。芳纶盔是杜邦公司于70年代发端研制的，便宜是强度高，质料轻，以及防护职能好，被越来越众邦度采用。

　　芳纶纤维的抗弹道障碍性应归功于其杰出的热牢固性、高结晶性、高取向布局及高拉伸职能。玻璃化更改温度高和优异的热牢固性使芳纶纤维正在弹道障碍所出现的高温度下能够包管抗障碍布局的牢固性；高结晶、高取向性出现了高模量，包管了对轴向变形的迅速反映；高弹性和中等延迟率使芳纶纤维具有高韧性，从而正在纵向断裂时能有用事务。我邦发展芳纶防弹板的琢磨，正在最优的基体与纤维比例方面得到了发扬。

　　轮胎的重要因素是橡胶，为了降低强度，工业上最早采用钢丝举动加强资料。然而因为钢丝密度大，轮胎强度增大的同时，会添补车体的重量，添补了能耗。而且因为存正在钢丝，车胎会变硬，更容易震动，舒坦度会降落。更加正在重型车辆方面，承重量很大，对车胎的哀求也就更高。

　　与钢丝比拟，芳纶帘线具有耐高温、高强度、高模量及变形小的特质，又具有相对密度小、耐劳累、耐剪切的柔性，兼备了钢丝、人制丝、锦纶、聚酯帘线的优异职能，有“合成钢丝”之称，是目前最理思的骨架资料。

　　芳纶帘子线的便宜有：①举动帘线，轮胎的胎体可由向来的三层减到一层，车胎重量减小，低重轮胎滚动阻力，能够节减耗油；②芳纶帘线与橡胶的粘合成果比钢丝好，而且谢绝易受水分、湿度的影响；③用芳纶作帘线后轮胎的刚性、耐磨性都降低了，伸长了车胎的操纵寿命；④因为节减了胎体的数目，汽车的驾驶职能、乘坐舒坦度比向来有了很大的降低。

　　Kevlar纤维是软管加强资料的最佳拔取。目前，越来越众的汽车软管、化学工业用软管、石油工业用软管、航空工业用百般液压软管以及海洋用软管都采用Kevlar纤维作加强资料美邦Chrysler公司和Gates公司则采用Kelver纤维举动汽车冷却装配软管的加强资料制成了温度可达150℃支配的汽车冷却胶管。Gates公司、美邦Goodall公司将芳纶纤维制成了用于核电站、化工场和石油勘察方面的大口径胶管。内径为25．4cm，每根长12m，打算事务压力为56kg／cm2，弯曲半径为1．5m。

　　芳纶纤维布正在旧桥加固的运用界限对照广，芳纶纤维布正在加固构件时，重要用于屈从拉力，寻常用于梁的受拉部位、梁与柱的抗剪部位、柱或桥墩台的围束加固等。正在桥梁墩柱映现漏洞部位用芳纶纤维AFS－40对墩柱粘贴两层后，不单左右了裂纹的发扬，并且彰着降低了桥梁的承载才略。

　　芳纶纤维具有优异的力学职能、电绝缘职能、透波职能，以及尺寸牢固职能，它正在电子电气范围中已运用正在微电子拼装工夫中皮相装置工夫（SMT）用的特种印刷电途板，机载或星载雷达天线罩、雷达天线馈源效力布局部件和运动电气部件等众方面。美邦RCA公司为众颗卫星研制的众部扔物面天线中，其反射面均采用芳纶纤维织物加强复合资料创筑。

　　舱外航天服资料哀求轻质，柔韧，耐磨，抗障碍，力学耐久性好；耐化学，耐热，耐光职能好，能防备百般辐射，正在超高和超低温下，正在高能热光辐射下资料的各项职能牢固，芳纶纤维织物是首选资料。

　　芳纶的高强度、低密度的特质被运用于各个范围。正在密封板材范围，用芳纶纤维庖代石棉纤维制成的芳纶纤维加强橡胶密封板材具有较好的密封职能，对人体没有损害。正在盘式制动垫琢磨方面，芳纶的摩擦损耗职能和内抗剪强度最好，希望正在近几年运用与轿车后制动器和微型车的前制动器。船舶方面，能够用芳纶复合资料以减轻船体质料来降低船速；正在修筑资料上，用芳纶庖代石棉来加强水泥，代替金属资料，供应轻布局、高强度主体承重布局。

　　芳纶还能够用来制制宇航服、消防服等。现正在还用芳纶庖代钢丝创筑水下电缆，奇特是深海电缆。还将芳纶纤维加正在混凝土柱子外部，箝制混凝土受破损时的体积膨胀，降低强度和抗震性。

　　芳纶举动20世纪高分子纤维界的一项紧张创造，由于其高强度、低密度、耐高温等特质被运用于越来越众的范围。对它的琢磨重要正在于将芳纶举动加强资料，制成复合资料方面，然而因为芳纶的制备和加工历程丰富，本钱高，目前还不行获得寻常运用，因为芳纶纤维官能团少，与基体粘合差，务必源委边面照料或着参预粘合剂，这方面工夫的琢磨发扬能够伸张芳纶的运用范围。

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