浅谈芳纶

浅谈芳纶

芳纶，自上世纪60年代诞生以来，由于其独特的性能，一直是材料界的宠儿，更是民间的传说，其问世被称为“合成纤维技术史上一个新的里程碑”。尽管身价不菲，且长期仅为美国、日本、俄罗斯等少数国家所有，但几乎每个高尖领域都流传着关于它的故事。这么NB，难怪从“六五”开始国家一直将其纳入五年计划的攻关项目呢！快跟小芯一起去围观，一睹大神的真容吧！

名称：芳纶（中国纺织品惯例命名）

英文名：Aramid fiber

学名：芳族聚酰胺纤维

属性：高性能合成纤维，指分子链中85%以上的酰胺键直接键合在芳香环上的线性高分子聚合物。

主要成员

1、对位芳纶（PPTA）：即聚对苯二甲酰对苯二胺，我国称芳纶1414，又称芳纶Ⅱ，具有高强、高模和耐高温等优点，被誉为“防弹纤维”。但耐强酸、强碱性相对较差，对紫外线较敏感。对位芳纶可作纤维单独使用，也可作为橡胶、树脂、混凝土等补强材料用于航空航天、国防、汽车工业以及体育器材等多个领域。在整个芳纶生产领域，对位芳纶发展快，产能主要集中在日本、美国和欧洲。

2、间位芳纶（PMIA）：即聚间苯二甲酰间苯二胺，我国称为芳纶1313，具有优异的阻燃性、热稳定性和耐辐射等性能，被誉为“防火纤维”，同时更是全球公认的佳绝缘材料。但强度和模量相对较低，且高温尺寸稳定性较差。广泛应用于宇航服、赛车运动服、防火服、耐高温滤布、烘干机衬布、传送带基布以及复合材料等。 

3、杂环芳纶：指含有氮、氧、硫等杂质原子的二胺和二酰氯缩聚而成的芳纶，我国称为芳纶III， 因其具有轻质高强、抗冲击、耐高温、柔韧性好、耐磨等优异性能，芳纶III主要用于火箭发动机、飞机构件防弹、装甲、轮胎、电子等领域有大量应用。

典型代表：俄罗斯卡门斯克和特威尔SVM、Armos、Rusar、中蓝晨光STARAMID F-3。

独门绝技

1、百炼钢不如绕指柔

芳纶纤维集合超高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、质轻等优良性能于一身，被称为“全能纤维”。其比强度为钢铁的5-6倍，模量是钢丝和玻璃纤维的2-3倍，韧性是钢丝的2倍，密度仅为钢丝的1/5。可用于高性能复合材料的增强体， 在纤维行业中占有重要的地位。

2、让子弹飞一会

芳纶质地柔软，密度小，适于用作可穿戴的护甲，在提供尽可能大的防护面积的同时尽可能保持人体的活动性。由于芳纶难切割，其产品自带防切割属性，非常适合用作维护治安的警用护具。防弹衣是指采用芳纶编织片层叠封装的软质护甲，而防弹盔是利用树脂胶粘合压膜定型生产出来的。芳纶的防护原理是利用纤维层超高的强度和韧性耗散弹头的冲击，将其传播至周围区域，并将弹头或破片裹在防弹层内来阻挡弹头的穿透，从而降低伤害，有效保护人体防护部位。

活跃领域

芳纶绝技的活跃范围：军事国防、航空航天、汽车、建筑、电子电器、体育用品等领域

1、军事国防俄罗斯的杂环芳纶较对位和间位芳纶材料具有更高的模量、强度和阻燃性能，但由于价格昂贵，只应用于军事国防和高端民用领域。其Armos已装备俄罗斯多种高性能武器系统。如用于S S-24、S S-25及当前技术先进的“白杨-M”（即SS-27）等洲际导弹Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级发动机壳体上，发动机质量比达到0.92以上。俄罗斯新的布拉瓦潜射导弹也采用了Armos纤维用于发动机壳体。俄罗斯采用杂环对位芳纶Armos制备了芳纶头盔，其V50达到600～650 m/s，超过了美军PASGT头盔（609 m/s）、德军现役头盔（620 m/s）和北约通用芳纶头盔（487 m/s），且质量仅约1.25kg，大大降低了士兵的负重，提高机动性。

不管是汽车、飞机、运钞车还是私人车辆或乘客都期待装甲防弹车辆可以为他们提供保护。 除了提供保护之外，车辆还必须能够在危险的区域中提供可靠性和可操控性。芳纶纤维已广泛用于各国的装甲车和士兵及警方专业人员防护用品，在战场或者危险环境下保护生命守护者的自身安全。

2、航空航天

杜邦kevlar和Nomex蜂窝材料凭借其超高强度、刚性、韧性、耐腐蚀性和其他特性，助力空客A380成为世界上燃油效率高的机型之一。A380飞机的机舱地板、墙体、顶棚、舱顶行李箱、起落架舱门隔板、机翼前后缘、直升机旋翼桨叶等众多部件均采用了由Nomex® 制成的蜂窝复合材料，而座椅套采用Kevlar 纤维材料。

3、 汽车部件增强、隔热及刹车片、离合器垫片加固

高性能芳纶纤维融合了阻燃性和耐温性、强韧、增强等诸多优异特性，有助于显著改进过滤器、传动带、刹车片、垫圈、软管和其他汽车部件的性能。4、 工业防火、阻燃防护

40多年前，杜邦科学家研制出了Nomex®纤维，一种革命性的阻燃材料，以保护消防员、产业工人、警察和军人免受高热、火焰和火灾的危害。Nomex®纤维已成为工业阻燃防护服的首选材料。2013年美国杜邦推出飞机用耐火新材料Nomex® XF，为航空航天工业提供了一种独特的隔火应用解决方案，防护科技发展更进一步。5、体育用品、服装和配件

因其对工业防护和生命防护应用的效果久经验证，芳纶纤维是更轻、更强和更安全的体育用品的制造商和消费者的首选，对运动员、户外活动爱好者，以及对体育产品性能要求更高的人群有着非常大的吸引力。

生产现状

Q

作为如此强大的芳纶，那么它的工业化生产现状是怎样的呢？

A

由于芳纶的制备技术难度高、投资大，目前仍主要由美国杜邦公司和日本帝人公司生产，俄罗斯的芳纶制备仅用于国防军事。近年来我国初步实现量产，多家企业建立年产500-1000吨的对位芳纶生产线，如江苏兆达特纤科技有限公司、烟台泰和新材、河北硅谷化工、中蓝晨光化工、中石化仪征化纤公司等，此外中蓝晨光已建立杂环芳纶生产线。但国内产能无法满足市场需求，且部分高档产品由于涉及军工、航天等敏感领域，产品和技术都受到国外的严格封锁。