芳纶纤维的性能与应用简析

  芳纶全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”,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、质量轻等优良性能,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,而质量仅为钢丝的1/5左右,在560℃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。

  芳纶纤维表面较光滑且不均匀地分布着小尺寸的浅沟槽,纤维表面活性基团较少,芳纶纤维表面改性方法主要方法有化学涂层法(包括偶联剂法、化学接枝法)和物理等离子体法(包括等离子体接枝),如对Kevlar49纤维采用等离子体法表面改性处理后,纤维/树脂层间剪切强度可以提高43%-83%,而纤维强度仅下降约10%。

  防弹材料,由于芳纶强度高,质量轻,能量耗散性好,舒适性较好,适合用于制造防弹衣,防弹头盔,防弹护甲,战略设施保护装备,成为重要的国防军工材料。

  航空航天,芳纶纤维复合材料工业发展的最初动力是固体火箭发动机壳体、航空气瓶及其它军Y制品,目前这些领域仍然是开发重点。芳纶纤维复合材料最早应用于美国潜地导弹固体火箭发动机壳体,比玻璃纤维复合材料壳体的质量减轻1/3,而强度大为提高。此后,芳纶复合材料被用于第二代固体火箭发动机壳体,美国、俄罗斯等国家均开展了相关研究及应用。在民用领域,芳纶复合材料已成功应用于波音B757、B767飞机的壳体、起落架舱门、货舱、及座椅等,可使飞机质量减轻30%。

  综上所述,随着各领域材料轻量化、高性能化、环保化发展,以及高性能纤维及其复合材料工艺技术的创新和成本的不断下降,使其步人良性循环和快速发展的轨道。其应用领域除继续向尖端领域伸展外,还拓展到现代家具、各种家庭用品、地标性建筑等。