芳纶特性和产品的应用领域

芳纶全称为"聚对苯二甲酰对苯二胺",英文为Aramid fiber（帝人芳纶的商品名为 Twaron 杜邦公司的商品名为Kevlar）,是一种新型高科技合成纤维,具有超高强度,高模量和耐高温,耐酸耐碱,重量轻等优良性能,其强度是钢丝的 5～6倍 ,模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍,韧性是钢丝的2倍,而重量仅为钢丝的1/5左右,在560度的温度下,不分解,不融化.它具有良好的绝缘性和抗老化性能,具有很长的生命周期.芳纶的发现,被认为是材料界一个非常重要的历史进程.
 芳纶特点
 1,良好的机械特性
间位芳纶是一种柔性高分子,断裂强度高于普通涤纶,棉,尼龙等,伸长率较大,手感柔软,可纺性好,可生产成不同纤度,长度的短纤维和长丝,在一般纺织机械制成不同纱支织成面料,无纺布,经过后整理,满足不同领域的防护服装的要求.
2,优异的阻燃,耐热性能
间位芳纶的极限氧指数(LOI)大于28,因此当它离开火焰时不会继续燃烧.纽士达®间位芳纶的阻燃特性是由其自身化学结构所决定的,因而是一种永久阻燃纤维,不会因使用时间和洗涤次数降低或丧失阻燃性能.纽士达®间位芳纶具有很好的热稳定性,在205℃的条件下可以连续使用,在大于205℃高温条件下仍能保持较高的强力.纽士达®间位芳纶具有较高的分解温度,而且在高温条件下不会熔融,融滴,当温度大于370℃时才开始炭化.
3,稳定的化学性质
间位芳纶具有优异的耐大多数化学物质的性能,可耐大多数高浓度的无机酸,常温下耐碱性能好.
4,耐辐射性
间位芳纶的耐辐射性能十分优异.例如在1.2×10-2 w/in2紫外线和1.72×108rads的γ射线的长时间照射下,其强度仍保持不变.
5,耐久性
间位芳纶优良的耐摩擦和耐化学品性能,经过100次洗涤后,用纽士达®间位芳纶加工的布料撕破强力仍可以达到原强力的85%以上.
对位芳纶的耐温性能要高于间位芳纶,连续使用温度范围为-196 ℃ ～ 204 ℃,在560℃高温下不分解,不熔化.对位芳纶最显著的特性是高强度,高模量,其强度 大于25克/旦,是优质钢材的5～6倍,玻纤的3倍,高强尼龙工业丝的2倍； 模量是优质钢材或玻璃纤维的2～3倍,高强尼龙工业丝的10倍.
芳纶浆粕是对芳纶纤维进行表面原纤化处理之后便得到的,其独特的表面结构极大地提高了混合物的抓附力,因此非常适合作为一种增强纤维应用于摩擦及密封产品中.
 
   芳纶主要分为两种,对位芳酰胺纤维（PPTA）和间位芳酰胺纤维（PMIA）.
在芳纶纤维生产领域,对位芳酰胺纤维发展最快,产能主要集中在日本和美国,欧洲.如美国杜邦的Kevlar纤维,日本帝人公司的Twaron,Technora纤维,烟台泰和新材的Taparan（泰普龙）纤维等.其中,美国杜邦,日本帝人的产能均为3万吨左右,在对位芳纶市场中处于垄断地位；烟台泰和新材于2011年实现了对位芳纶的商业化运营,在国产对位芳纶的商业化运营中走在全国前列.
间位芳酰胺纤维的品种有美国杜邦的 Nomex,烟台泰和新材的Tametar（泰美达）,日本帝人的Conex等.美国
Tametar间位芳纶本白短纤
Tametar间位芳纶本白短纤
杜邦和烟台泰和新材是全球间位芳纶竞争的主要参与者,两者都能生产工业用本白短纤,服装用可染短纤,色丝,长丝,芳纶纸等,产品性能比较接近,差异化程度也不相上下,在环境保护,安全防护,工业,电子电器,复合材料等领域展开了广泛的竞争.
由于国外技术封锁等原因,我国芳纶的生产和应用起步较晚.2004年,烟台氨纶（现改名泰和新材）实现了间位芳纶的产业化生产,并逐步发展成为全球第二大间位芳纶供应商,极大推动了芳纶在国内市场的应用和发展；2011年,泰和新材实现对位芳纶的商业化运营,在国产对位芳纶的商业化运营中走在全国前列.目前我国芳纶的发展已提到了议事日程,芳纶被列入“国家鼓励发展的高新技术产品目录”和“十二五战略新兴产业发展规划”,未来几年发展步伐将逐步加快.
自20世纪60年代后期以来,已经有多种芳纶问世,并工业化生产.芳纶种类比较多,其划分的方法也有多种.
第一种命名方法根据结构划分,分为对位芳纶和间位芳纶,邻位芳纶.对位芳纶的单体是对苯二甲酸和对苯二胺,单体的上的功能团为对位,聚合得到的链段比较规整,耐高温性能好,强度,高模量.对位芳纶主要有以杜邦的Kevlar系列产品为代表.间位芳纶的单体是间苯二甲酸和间苯二胺,单体的上的功能团为间位,聚合得到的链段呈锯齿型,耐高温,但强度模量都略低.间位芳纶主要有以杜邦的Nomex系列产品为代表.邻位芳纶的单体是邻苯二甲酸和邻苯二胺,单体的上的功能团为邻位.邻位芳纶主要有以杜邦的Korex系列产品为代表.
第二种命名方法也是根据结构划分,如对位就是苯环上的14位置,间位就是苯环上的13位置,如芳纶14的就是对氨基苯甲酸苯环上1,4位置的连接,芳纶1414就是前面所说的对位芳纶,芳纶1313就是前面所说的间位芳纶.
第三种命名方法就是根据聚合单体的种数,如前面所说的芳纶14又叫芳纶I型,芳纶1414和芳纶1313又叫芳纶II型.当在对苯二甲酸和对苯二胺,间苯二甲酸和间苯二胺等常见结构加入第三单元单体如4,4’-二氨基二苯醚,5（6）-胺基-2-（4-胺基苯基）苯并咪唑等得到的芳纶可称为芳纶III型.当第三单元单体为杂环结构时,人们还常称之为杂环芳纶