凱夫拉纖維概要

1、17. 芳綸纖維（凱夫拉）芳綸纖維（凱夫拉）2COCONHNHn對(duì)苯二胺對(duì)苯二胺對(duì)苯二甲酰氯對(duì)苯二甲酰氯CONHCONHnNHHNCOOCnNH2H2N+ + ClOCCOClNHHNCOOCnNH2H2N+ + ClOCCOCl聚間苯二甲酰間苯二胺聚間苯二甲酰間苯二胺聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺3弱氫鍵弱氫鍵強(qiáng)共價(jià)鍵強(qiáng)共價(jià)鍵1. 芳綸纖維芳綸纖維4全稱：芳香族聚酰胺纖全稱：芳香族聚酰胺纖維（維（Aramid fibers）誕生于誕生于20世紀(jì)世紀(jì)60年代末，年代末，芳香族聚酰胺類纖維的通稱芳香族聚酰胺類纖維的通稱特點(diǎn)：特點(diǎn)：高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、低密度高強(qiáng)度、高模量、耐

2、高溫、耐腐蝕、低密度1. 芳綸纖維芳綸纖維u 冷戰(zhàn)結(jié)束后，芳綸作為高技術(shù)含量的纖維材料大量用于冷戰(zhàn)結(jié)束后，芳綸作為高技術(shù)含量的纖維材料大量用于民用領(lǐng)域民用領(lǐng)域 。u 與錦綸的不同：構(gòu)成錦綸的高聚物大分子中連接酰胺基與錦綸的不同：構(gòu)成錦綸的高聚物大分子中連接酰胺基的是脂肪鏈；芳香族聚酰胺纖維中連接酰胺基的是的是脂肪鏈；芳香族聚酰胺纖維中連接酰胺基的是芳香環(huán)芳香環(huán)或芳香環(huán)的衍生物?；蚍枷悱h(huán)的衍生物。5(1)間位芳香族聚酰胺纖維（聚間苯二甲酰間苯二胺）間位芳香族聚酰胺纖維（聚間苯二甲酰間苯二胺）英文縮寫為英文縮寫為PMTACOCONHNHn特點(diǎn)特點(diǎn): 具有耐熱性和阻燃性的特點(diǎn)，在371熔融，并且伴有

3、分解，可溶于5% LiCl的二甲基乙酰胺中。美國的商品名為Nomex，我國稱為芳綸1313。 強(qiáng)度、模量較低，不能用作結(jié)構(gòu)復(fù)合材料強(qiáng)度、模量較低，不能用作結(jié)構(gòu)復(fù)合材料 （耐高溫絕緣材料，耐高溫的蜂窩結(jié)構(gòu)）（耐高溫絕緣材料，耐高溫的蜂窩結(jié)構(gòu)）2. 芳綸纖維的種類芳綸纖維的種類6 杜邦杜邦Nomex絕緣紙絕緣紙7聚對(duì)苯甲酰胺（聚對(duì)胺基苯甲酰）纖維聚對(duì)苯甲酰胺（聚對(duì)胺基苯甲酰）纖維 Poly（P-benzamide），簡稱），簡稱PBA纖維。纖維。NHCOn(2) 對(duì)位芳香族聚酰胺纖維對(duì)位芳香族聚酰胺纖維8Poly（P-Phenlene terephthalamide）簡稱）簡稱PPTA纖維纖維CO

4、CONHNHnKevlar(3)聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維9o 最具代表性：聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺，簡稱最具代表性：聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺，簡稱PPTAo 芳綸根據(jù)纖維大分子鏈節(jié)中芳綸根據(jù)纖維大分子鏈節(jié)中酰胺鍵與亞胺鍵酰胺鍵與亞胺鍵的位的位置，有不同的名稱，例如置，有不同的名稱，例如Kevlar29、Kevlar 49等。等。3. 芳綸纖維的制備芳綸纖維的制備10Kevlar纖維的制造過程分為纖維的制造過程分為兩個(gè)階段兩個(gè)階段：第一階段，對(duì)苯二胺與對(duì)苯二甲酸酰氯第一階段，對(duì)苯二胺與對(duì)苯二甲酸酰氯縮聚縮聚成成PPTA;第二階段，將聚合體溶解在溶劑中再進(jìn)行第二階段，將聚合體溶解在

5、溶劑中再進(jìn)行紡絲紡絲，制成所需要的纖維材料。制成所需要的纖維材料。3. 芳綸纖維的制備芳綸纖維的制備11u簡單流程圖簡單流程圖第一階段第一階段12第二階段第二階段131 1）聚合物的準(zhǔn)備）聚合物的準(zhǔn)備： 簡稱簡稱PPTA (固態(tài))3. 芳綸纖維的制備芳綸纖維的制備（1）原料）原料u 對(duì)苯二甲酰氯對(duì)苯二甲酰氯u 對(duì)苯二胺對(duì)苯二胺u 溶劑溶劑（2）縮聚反應(yīng)）縮聚反應(yīng)14（3 3）操作方式和特點(diǎn)）操作方式和特點(diǎn)方式名稱方式名稱操作過程操作過程方法特點(diǎn)方法特點(diǎn)間隙縮聚間隙縮聚NN2 2氣保護(hù)下聚合物單體溶氣保護(hù)下聚合物單體溶液在反應(yīng)器中縮聚，除去產(chǎn)液在反應(yīng)器中縮聚，除去產(chǎn)物中的鹽酸和溶劑物中的鹽酸和溶

6、劑設(shè)備利用率低設(shè)備利用率低限制大規(guī)模生產(chǎn)限制大規(guī)模生產(chǎn)連續(xù)縮聚連續(xù)縮聚聚合物成本低聚合物成本低氣相縮聚氣相縮聚將對(duì)苯二胺和對(duì)苯二甲酰氯將對(duì)苯二胺和對(duì)苯二甲酰氯及氮?dú)庠诜磻?yīng)器中進(jìn)行氣相及氮?dú)庠诜磻?yīng)器中進(jìn)行氣相縮聚縮聚不需要溶劑不需要溶劑產(chǎn)物純度高產(chǎn)物純度高纖維性能高纖維性能高15（1 1）工藝流程）工藝流程 聚合物聚合物PPTAPPTA2）紡絲工藝）紡絲工藝濃硫酸溶解濃硫酸溶解紡絲溶液紡絲溶液干濕法紡絲干濕法紡絲水洗水洗干燥干燥Kevlar-29熱處理（熱處理（550） N2Kevlar-49總結(jié)總結(jié)PPTA溶解于濃硫酸中在一定溫度和濃度下形成的是向溶解于濃硫酸中在一定溫度和濃度下形成的是向列型

7、液晶溶液，具有高濃度，低粘度性質(zhì)，有利于紡絲列型液晶溶液，具有高濃度，低粘度性質(zhì)，有利于紡絲PPTA濃硫酸溶液粘度濃硫酸溶液粘度-濃度示意圖濃度示意圖（2 ）紡絲溶液紡絲溶液 PPTA在硫酸中處于各向異性的液晶態(tài)（呈一定取向態(tài)，易沿外在硫酸中處于各向異性的液晶態(tài)（呈一定取向態(tài)，易沿外界作用力方向取向，具有高濃度低粘度的特點(diǎn)，利于紡絲）界作用力方向取向，具有高濃度低粘度的特點(diǎn)，利于紡絲）17（3) 高聚物溶液的特性：高聚物溶液的特性：u 高聚物溶液不溶于一般的溶劑，僅溶于強(qiáng)酸，如硫酸、氯酸、硝酸等。一般用硫酸u 高聚物溶液呈液晶高聚物的特點(diǎn)。體積分?jǐn)?shù)20%，高取向的液晶，各向異性u(píng) 聚合物體積分

8、數(shù)18-22%，溫度90處于可紡性良好的低粘度區(qū)。3. 芳綸纖維的制備芳綸纖維的制備在濃在濃H2SO4中的結(jié)構(gòu)排列中的結(jié)構(gòu)排列18 （4 4）干噴濕紡工藝）干噴濕紡工藝Kelvlar纖維干噴濕紡示意圖纖維干噴濕紡示意圖(1)臥式臥式19KelvlarKelvlar纖維干噴濕紡示意圖纖維干噴濕紡示意圖(2)(2)立式立式20 3) 3) 紡絲：采用紡絲：采用干噴干噴濕法濕法紡絲工藝紡絲工藝21o 工藝過程：工藝過程： 各向異性的各向異性的PPTA溶液通過溶液通過噴絲孔抽伸噴絲孔抽伸時(shí)，時(shí)，靠近細(xì)孔壁時(shí)產(chǎn)生剪切，當(dāng)成絲凝結(jié)時(shí)，將?？拷?xì)孔壁時(shí)產(chǎn)生剪切，當(dāng)成絲凝結(jié)時(shí)，將保持高取向分子結(jié)構(gòu)，形成較高的

9、潔凈度和較高持高取向分子結(jié)構(gòu)，形成較高的潔凈度和較高的取向結(jié)構(gòu)。的取向結(jié)構(gòu)。3. 芳綸纖維的制備芳綸纖維的制備22o 凝固浴的溫度為凝固浴的溫度為0 5o 中間空氣層間隙可使高溫紡絲噴頭和低溫凝固浴中間空氣層間隙可使高溫紡絲噴頭和低溫凝固浴保持溫差，同時(shí)在空氣層中進(jìn)行適宜的噴頭拉伸，保持溫差，同時(shí)在空氣層中進(jìn)行適宜的噴頭拉伸，增加取向度增加取向度o 紡絲速度可達(dá)紡絲速度可達(dá)2000m/min3. 芳綸纖維的制備芳綸纖維的制備4）熱處理）熱處理1）操作）操作 惰性氣體惰性氣體,張力張力 Kevlar-29 Kevlar-49（結(jié)晶率（結(jié)晶率94） 150550分段熱處理分段熱處理（結(jié)晶率結(jié)晶率9

10、6）2）目的）目的 使分子鏈進(jìn)一步取向，提高結(jié)晶率，增加強(qiáng)度和模量使分子鏈進(jìn)一步取向，提高結(jié)晶率，增加強(qiáng)度和模量（斷裂應(yīng)變降低）（斷裂應(yīng)變降低）245）Kevlar纖維制備工藝總括纖維制備工藝總括256） 復(fù)合材料用復(fù)合材料用Kevlar纖維產(chǎn)品纖維產(chǎn)品（1）長纖維紗）長纖維紗 粗紗，細(xì)紗粗紗，細(xì)紗（2）短纖維紗）短纖維紗（3）由紗織成的單向帶）由紗織成的單向帶（4）Kevlar纖維布纖維布 平紋平紋 斜紋斜紋 緞紋緞紋26PPTA化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是： 由苯環(huán)和酰胺基按一定規(guī)律有序排列構(gòu)成。酰胺基的位置接在苯環(huán)的對(duì)位上。4. 芳綸纖維的分子結(jié)構(gòu)芳綸纖維的分子結(jié)構(gòu)27 長鏈狀聚酰胺，至少長鏈狀聚酰

11、胺，至少 85%的酰胺直接鍵的酰胺直接鍵 合在芳香環(huán)上合在芳香環(huán)上(1) 剛性伸直鏈剛性伸直鏈芳環(huán)芳環(huán) 高強(qiáng)度、高模量高強(qiáng)度、高模量(2) 線型分子鏈線型分子鏈分子鏈堆積分子鏈堆積 緊密，密度高，故強(qiáng)度高緊密，密度高，故強(qiáng)度高 (3) 大量的分子間氫鍵大量的分子間氫鍵耐化耐化 學(xué)藥品，且剛性伸直鏈苯學(xué)藥品，且剛性伸直鏈苯 環(huán)結(jié)晶度高環(huán)結(jié)晶度高橫向強(qiáng)度低，壓縮強(qiáng)橫向強(qiáng)度低，壓縮強(qiáng) 度和剪切性能不好、易度和剪切性能不好、易 劈裂。劈裂?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)284. 芳綸纖維的分子結(jié)構(gòu)芳綸纖維的分子結(jié)構(gòu)高聚物鏈呈伸展?fàn)顟B(tài)，形成棒狀結(jié)構(gòu)及高結(jié)晶度高聚物鏈呈伸展?fàn)顟B(tài)，形成棒狀結(jié)構(gòu)及高結(jié)晶度纖維具有高模量纖維

12、具有高模量高聚物鏈的線性結(jié)構(gòu)使分子間排列緊密高聚物鏈的線性結(jié)構(gòu)使分子間排列緊密纖維具有化學(xué)穩(wěn)定性纖維具有化學(xué)穩(wěn)定性 高溫尺寸的穩(wěn)定性高溫尺寸的穩(wěn)定性苯環(huán)結(jié)構(gòu)，高結(jié)晶度苯環(huán)結(jié)構(gòu)，高結(jié)晶度纖維具有高強(qiáng)度纖維具有高強(qiáng)度分子鏈在纖維軸向高度定向，強(qiáng)共價(jià)鍵分子鏈在纖維軸向高度定向，強(qiáng)共價(jià)鍵 纖維橫向分子間氫鍵纖維橫向分子間氫鍵纖維力學(xué)性能各向異性纖維力學(xué)性能各向異性 總之，總之，Kevlar纖維具有纖維具有強(qiáng)度高、彈性模量高、韌性強(qiáng)度高、彈性模量高、韌性好和比重小等的優(yōu)點(diǎn)，常于好和比重小等的優(yōu)點(diǎn)，常于碳纖維混雜，提高復(fù)合材料碳纖維混雜，提高復(fù)合材料的沖擊韌性。的沖擊韌性。 295. 芳綸纖維性能芳綸纖維

13、性能1）力學(xué)性能：）力學(xué)性能：o 拉伸強(qiáng)度：拉伸強(qiáng)度： Kevlar纖維的拉伸強(qiáng)度約為纖維的拉伸強(qiáng)度約為E-glass fiber的的1.5倍。與倍。與CF的拉伸強(qiáng)度相當(dāng)或稍高。的拉伸強(qiáng)度相當(dāng)或稍高。o 拉伸模量：拉伸模量： Kevlar纖維的拉伸模量僅次于纖維的拉伸模量僅次于BF、CF。o 延伸率：延伸率： Kevlar纖維有較高斷裂延伸率，不像纖維有較高斷裂延伸率，不像CF、BF那樣脆。那樣脆。o 密度：密度： Kevlar纖維比纖維比CF(1.71.8)、GF(2.5左右左右)、BF(3.9)都要都要低，而低，而KF僅僅1.4左右左右。30幾種增強(qiáng)纖維的比強(qiáng)度和比模量幾種增強(qiáng)纖維的比強(qiáng)度

14、和比模量31芳綸與各種纖維性能比較芳綸與各種纖維性能比較纖維名稱纖維名稱密度密度(g/cm3)拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度(MPa)初始拉伸模量初始拉伸模量(GPa) 延伸率延伸率(%)Nomex1.380.6617.422Kevlar1.431.443.2264.81.431.44Kevlar-291.442.8263.23.6Kevlar-491.443.82126.62.4芳綸芳綸1.442.63.391223.2芳綸芳綸1.4652.83.415161.82.2尼龍尼龍61.140.660.970.280.511625尼龍尼龍661.140.610.970.220.601628滌綸滌綸1.380.

15、781.121.121.99717丙綸丙綸0.900.240.660.150.332080碳纖維碳纖維M401.812.1400.5碳纖維碳纖維T5001.743.2251.3碳纖維碳纖維T3001.752.8231.2E玻璃纖維玻璃纖維2.541.03.072.54高強(qiáng)高強(qiáng)2#玻璃纖維玻璃纖維2.543.03.48.38.5硼纖維硼纖維3.93.538400.50.8氧化鋁纖維氧化鋁纖維1.41.8380.4322） 物理性能物理性能(1)有光，黃色，有光，黃色，Kevlar49為深黃色為深黃色(2) 線密度：大部分線密度：大部分13.7tex，直徑，直徑0.012mm(3) 密度：大部分密

16、度：大部分1.43-1.44g/cm3 錦綸錦綸1.14，聚酯，聚酯1.38，碳纖維，碳纖維1.8 玻璃纖維玻璃纖維2.25，鋼絲鋼絲7.833o 具有良好的散熱和絕熱性能具有良好的散熱和絕熱性能o 在相同重量下，在相同重量下，Kevlar纖維比玻璃纖維和石棉織物纖維比玻璃纖維和石棉織物具有較好的熱絕緣性具有較好的熱絕緣性o 具有極好的熱穩(wěn)定性，具有極好的熱穩(wěn)定性，500以上降解以上降解o 抗燃性能好，不產(chǎn)生后燃燒，不幫助燃燒，抗燃性能好，不產(chǎn)生后燃燒，不幫助燃燒，427 炭化炭化o 尺寸穩(wěn)定性好，具有非常低的熱收縮尺寸穩(wěn)定性好，具有非常低的熱收縮3）熱性能）熱性能34p GF：軟化點(diǎn)：軟化點(diǎn)

17、： 550580 ； 200250 以下，以下，GF強(qiáng)強(qiáng)度不變。熱膨脹系數(shù)：度不變。熱膨脹系數(shù)：4810-6 -1 o CF： 高于高于1500，強(qiáng)度才開始下降。熱膨脹系數(shù)：平，強(qiáng)度才開始下降。熱膨脹系數(shù)：平行于纖維方向：負(fù)值行于纖維方向：負(fù)值 -0.72-0.9010-6-1 垂直于纖維方向：正值垂直于纖維方向：正值 322210-6-1o BF：高于：高于500，強(qiáng)度下降非常明顯。，強(qiáng)度下降非常明顯。o KF：在空氣中高溫下長期使用溫度為：在空氣中高溫下長期使用溫度為160； 短時(shí)間內(nèi)暴露在短時(shí)間內(nèi)暴露在300以上，強(qiáng)度幾乎無損失。以上，強(qiáng)度幾乎無損失。3）熱性能）熱性能35性能性能數(shù)據(jù)數(shù)

18、據(jù)在空氣中高溫下長期使用溫度在空氣中高溫下長期使用溫度()160分解溫度分解溫度()500拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度(MPa)在室溫下在室溫下16個(gè)月個(gè)月無強(qiáng)度損失無強(qiáng)度損失在在50空氣中空氣中2個(gè)月個(gè)月無強(qiáng)度損失無強(qiáng)度損失在在100 空氣中空氣中3170在在200 空氣中空氣中2720拉伸模量拉伸模量(GPa)在室溫下在室溫下16個(gè)月個(gè)月無強(qiáng)度損失無強(qiáng)度損失在在50空氣中空氣中2個(gè)月個(gè)月無強(qiáng)度損失無強(qiáng)度損失芳綸細(xì)紗和粗紗的熱性能芳綸細(xì)紗和粗紗的熱性能36芳綸在各種化學(xué)藥品中的穩(wěn)定性芳綸在各種化學(xué)藥品中的穩(wěn)定性化學(xué)試劑化學(xué)試劑濃度濃度(%)溫度溫度()時(shí)間時(shí)間(h)強(qiáng)度損失強(qiáng)度損失(%)Kevlar-2

19、9Kevlar-49醋酸醋酸99.721240鹽酸鹽酸37211007263鹽酸鹽酸372110008881氫氟酸氫氟酸1021100106硝酸硝酸10211007977硫酸硫酸1021100912硫酸硫酸102110005931氫氧化鈉氫氧化鈉282110009737化學(xué)試劑化學(xué)試劑濃度濃度(%)溫度溫度()時(shí)間時(shí)間(h)強(qiáng)度損失強(qiáng)度損失(%)Kevlar-29Kevlar-49丙酮丙酮10021100031乙醇乙醇10021100010三氯乙烯三氯乙烯10021241.5甲乙酮甲乙酮10021240變壓油變壓油100605004.60煤油煤油100605009.90自來水自來水100100

20、10002海水海水100一年一年1.51.5過熱水過熱水100138409.3飽和蒸汽飽和蒸汽1001504828氟利昂氟利昂221006050003.6386. 凱夫拉纖維的發(fā)展凱夫拉纖維的發(fā)展396. 凱夫拉纖維的發(fā)展凱夫拉纖維的發(fā)展o 稱稱Kevlar或芳綸，即芳香族聚酰胺纖維或芳綸，即芳香族聚酰胺纖維1）1960年，杜邦年，杜邦Nomex 聚間苯二甲酰間苯二胺纖聚間苯二甲酰間苯二胺纖維維(芳綸芳綸1313) 耐熱纖維耐熱纖維2）1965年，杜邦年，杜邦 Kevlar 聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維維(即芳綸即芳綸1414) 高強(qiáng)高模量纖維高強(qiáng)高模量纖維3）1974年，美

21、國聯(lián)邦通商委員會(huì)將全芳香族聚酰胺年，美國聯(lián)邦通商委員會(huì)將全芳香族聚酰胺命名為命名為Aramid。40o 聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺的商業(yè)名稱：聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺的商業(yè)名稱： 美國Kevlar、日本帝人Technora、荷蘭阿克蘇Twaron、中國芳綸1414p 聚間苯二甲酰間苯二胺的商業(yè)名稱：聚間苯二甲酰間苯二胺的商業(yè)名稱： 美國Nomex、日本帝人Conex、荷蘭阿克蘇Twaron 中國芳綸13136. 凱夫拉纖維的發(fā)展凱夫拉纖維的發(fā)展41包括兩種牌號(hào)，并重改名稱。包括兩種牌號(hào)，并重改名稱。改稱為改稱為；改稱為改稱為；主要用于繩索、電主要用于繩索、電纜、涂漆織物、帶纜、涂漆織物、帶和帶狀物，以及

22、防和帶狀物，以及防彈背心等。彈背心等。用于航空、用于航空、宇航、造船宇航、造船工業(yè)的復(fù)合工業(yè)的復(fù)合材料制件。材料制件。6. 凱夫拉纖維的發(fā)展凱夫拉纖維的發(fā)展42凱夫拉（凱夫拉（Kevlar）纖維）纖維國內(nèi)發(fā)展國內(nèi)發(fā)展o 起步階段：技術(shù)水平、產(chǎn)品檔次及生產(chǎn)能力都與起步階段：技術(shù)水平、產(chǎn)品檔次及生產(chǎn)能力都與國外發(fā)達(dá)國家存在著一定的差距。國外發(fā)達(dá)國家存在著一定的差距。產(chǎn)品種類：產(chǎn)品種類：o 輪胎簾子線輪胎簾子線o 光纜補(bǔ)強(qiáng)件光纜補(bǔ)強(qiáng)件艱難的原因艱難的原因o 生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸難以突破生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸難以突破o 大部分原料需要進(jìn)口大部分原料需要進(jìn)口6. 凱夫拉纖維的發(fā)展凱夫拉纖維的發(fā)展43o 玻璃纖維在許多

23、塑料增強(qiáng)用途中逐漸被KEVLAR 49所取代。o 芳綸纖維的密度比玻璃纖維低43。o 此外，以相同重量計(jì)，KEVLAR 49是E-玻璃強(qiáng)度的兩倍半，韌度是三倍。o 還有，用芳綸的復(fù)合材料比玻璃纖維復(fù)合材料更為耐久，其抗損壞、疲勞、振動(dòng)及防開裂傳播的性能較優(yōu)。這就是KEVLAR 49復(fù)合材料能用于飛機(jī)和導(dǎo)彈以及船艇和運(yùn)動(dòng)器材方面的原因。 7. 芳綸及復(fù)合材料應(yīng)用芳綸及復(fù)合材料應(yīng)用447. 應(yīng)用應(yīng)用45防彈頭盔防彈頭盔（采用我國自行研制的芳綸纖維制造的）（采用我國自行研制的芳綸纖維制造的）466. Kevlar纖維或產(chǎn)品47 法國新型第四代法國新型第四代 “ “陣風(fēng)陣風(fēng)”(Rafale) )戰(zhàn)斗機(jī)

24、戰(zhàn)斗機(jī)： 機(jī)身結(jié)構(gòu)采用復(fù)合材料，后機(jī)身為碳纖維復(fù)合機(jī)身結(jié)構(gòu)采用復(fù)合材料，后機(jī)身為碳纖維復(fù)合材料，材料，機(jī)頭整流罩和噴管整流罩機(jī)頭整流罩和噴管整流罩為聚芳酰胺纖維復(fù)為聚芳酰胺纖維復(fù)合材料。起落架及發(fā)動(dòng)機(jī)艙門為碳纖維復(fù)合材料。合材料。起落架及發(fā)動(dòng)機(jī)艙門為碳纖維復(fù)合材料。48Kevlar纖維浸漬環(huán)氧樹脂纖維浸漬環(huán)氧樹脂纏繞美國纏繞美國核潛艇核潛艇“三叉三叉戟戟”c4潛地導(dǎo)彈的固體潛地導(dǎo)彈的固體火火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體。(1)(1)航空航天領(lǐng)域航空航天領(lǐng)域 法國、德國多功能法國、德國多功能武裝直升機(jī)武裝直升機(jī)1 1）先進(jìn)復(fù)合材料）先進(jìn)復(fù)合材料 7. 芳綸及復(fù)合材料應(yīng)用芳綸及復(fù)合材料應(yīng)用49(1)硬

25、質(zhì)防彈裝甲板硬質(zhì)防彈裝甲板 芳綸復(fù)合材料板、芳綸與芳綸復(fù)合材料板、芳綸與金屬復(fù)合裝甲板以及芳綸與陶瓷復(fù)合裝甲板已金屬復(fù)合裝甲板以及芳綸與陶瓷復(fù)合裝甲板已廣泛用于防彈裝甲車、防彈運(yùn)炒車、直升飛機(jī)廣泛用于防彈裝甲車、防彈運(yùn)炒車、直升飛機(jī)防彈板、戰(zhàn)艦裝甲防護(hù)板?？捎米鞣缽楊^盔。防彈板、戰(zhàn)艦裝甲防護(hù)板?？捎米鞣缽楊^盔。(2)軟質(zhì)防彈背心軟質(zhì)防彈背心 第一代防彈芳綸是第一代防彈芳綸是Kevlar-29和和Twaron-1000，第二代防彈芳綸是，第二代防彈芳綸是Kevlar-129和和Twaron CT-2000；最新的軟質(zhì)防彈背心；最新的軟質(zhì)防彈背心材料是由材料是由高檔防彈芳綸高檔防彈芳綸的無緯布與高

26、性能的無緯布與高性能聚乙聚乙烯薄膜烯薄膜制成的柔性片材組合而成的軟質(zhì)防彈材制成的柔性片材組合而成的軟質(zhì)防彈材料，料，比超高分子量聚乙烯纖維的防彈性能和耐比超高分子量聚乙烯纖維的防彈性能和耐熱性更好熱性更好。2 2防彈制品防彈制品 50 芳綸可用作航空航天的降落傘繩、艦船及碼頭用纜芳綸可用作航空航天的降落傘繩、艦船及碼頭用纜繩、海上油田用支撐繩、深海系留繩等。也可用作光纖繩、海上油田用支撐繩、深海系留繩等。也可用作光纖通訊電纜的加強(qiáng)件和復(fù)合材料芯桿。通訊電纜的加強(qiáng)件和復(fù)合材料芯桿。 3 3纜繩方面的應(yīng)用纜繩方面的應(yīng)用 514 4應(yīng)用于特種防護(hù)服裝應(yīng)用于特種防護(hù)服裝芳綸高圈布高溫防割手套賽車服52

27、7. 應(yīng)用應(yīng)用u在工業(yè)上可制作輪胎簾子線、高強(qiáng)度索具、耐壓容器在工業(yè)上可制作輪胎簾子線、高強(qiáng)度索具、耐壓容器等。等。u在軍事方面如制作防彈衣、頭盔、裝甲板等。芳綸纖在軍事方面如制作防彈衣、頭盔、裝甲板等。芳綸纖維可用做飛機(jī)的機(jī)身、機(jī)翼；內(nèi)裝修材料和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)維可用做飛機(jī)的機(jī)身、機(jī)翼；內(nèi)裝修材料和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)外殼。外殼。u用以制作體育器材，從根本上改變了器材的性能，如用以制作體育器材，從根本上改變了器材的性能，如高爾夫球桿、冰球桿、網(wǎng)球拍、滑雪板、賽艇、賽車等高爾夫球桿、冰球桿、網(wǎng)球拍、滑雪板、賽艇、賽車等 。53o 纜繩類：升降機(jī)吊索、快艇繩索纜繩類：升降機(jī)吊索、快艇繩索o 編織線繩類：耐熱縫線

28、、發(fā)熱線編織線繩類：耐熱縫線、發(fā)熱線o 編織帶類：耐熱帶、安全帶、運(yùn)輸帶編織帶類：耐熱帶、安全帶、運(yùn)輸帶o 織物：篷布、耐熱帆布、降落傘用布織物：篷布、耐熱帆布、降落傘用布（1) 產(chǎn)業(yè)用紡織品產(chǎn)業(yè)用紡織品54o 防彈衣：防彈背心、防彈頭盔防彈衣：防彈背心、防彈頭盔o 切割防護(hù)：安全手套、運(yùn)動(dòng)衣等切割防護(hù)：安全手套、運(yùn)動(dòng)衣等o 防腐蝕：工作防護(hù)服防腐蝕：工作防護(hù)服（2） 防護(hù)服防護(hù)服55o 輪胎輪胎o 運(yùn)力帶運(yùn)力帶o 膠管膠管o 復(fù)合材料復(fù)合材料（3） 增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料4) 石棉替代品石棉替代品o 摩擦材料：剎車墊片、離合器襯墊o 密封材料：密封墊片、氣缸墊o 工業(yè)用紙：耐熱絕緣紙、工業(yè)特種用紙

29、56o 建筑材料：地基屋頂材料o 補(bǔ)強(qiáng)材料：鋼筋替代材料（5) 水泥補(bǔ)強(qiáng)水泥補(bǔ)強(qiáng)577. 應(yīng)用應(yīng)用 芳綸纖維在各行業(yè)的應(yīng)用588 8 表面處理表面處理1 1）物理改性）物理改性 包括等離子體改性；包括等離子體改性； 射線輻射；超聲浸漬改性技術(shù)射線輻射；超聲浸漬改性技術(shù)等。 等離子體改性：等離子體改性：等離子體的種類：氬氣（等離子體的種類：氬氣（Ar） 、 N2等惰性氣體，等惰性氣體，O2、NH3等。等。等離子體處理后：等離子體處理后：纖維表面刻蝕，粗糙度增加纖維表面刻蝕，粗糙度增加。e.g: 氨氣氨氣(NH3)氣氛中等離子體處理氣氛中等離子體處理5min后，復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度后，復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度和韌性分別提高和韌性分別提高60和和50。 592 2）化學(xué)處理）化學(xué)處理a.硝化處理硝化處理 采用采用硝化劑硝化劑 對(duì)對(duì)Kevlar纖維進(jìn)行改性。纖維進(jìn)行改性。 主要以主要以HNO3為主為主 如：如：HNO3/H2SO4 NH4NO3/TFA (三氟乙酸三氟乙酸) NH4NO3/TCA (三氯乙酸三氯乙酸) 而且還需要適當(dāng)?shù)亩疫€需要適當(dāng)?shù)娜軇┤軇?，如：乙酸酐，如：乙酸?乙酸；乙酸； 三氟乙