芳纶纤维PPT演示课件

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1、12.4.12.4.1高模量有机纤维高模量有机纤维高性能纤维结构的共同点：高性能纤维结构的共同点：非常高的分子取向（结晶度）；非常高的分子取向（结晶度）；有序的侧向排列；有序的侧向排列； 非常低的轴向缺陷含量。非常低的轴向缺陷含量。2已商业化的高性能有机纤维有：已商业化的高性能有机纤维有： 1 1）刚性分子链有机纤维）刚性分子链有机纤维（1 1）芳香族聚酰胺纤维（芳纶）。）芳香族聚酰胺纤维（芳纶）。（2 2）聚芳酯纤维。）聚芳酯纤维。（3 3）PBOPBO纤维。纤维。2 2）柔性分子链有机纤维）柔性分子链有机纤维（1 1）聚乙烯纤维。）聚乙烯纤维。（2 2）聚乙醇纤维。）聚乙醇纤维。3 凡凡聚

2、聚合合物物大大分分子子的的主主链链由由芳芳香香环环和和酰酰胺胺链链构构成成，且且其其中中至至少少85的的酰酰胺胺基基直直接接键键合合在在芳芳香香环环上上，每每个个重重复复单单元元的的酰酰胺胺基基中中的的氮氮原原子子和和羰羰基基均均直直接接与与芳芳香香环环中中的的碳碳原原子子相相连连接接并并置置换换其其中中的的一一个个氢氢原原子子的的聚聚合合物物称称为为芳芳香香族族聚聚酰酰胺胺树树脂脂，由由它它纺纺成成的的纤纤维维总总称称为为芳芳香香族族聚聚酰酰胺胺纤纤维维(简称芳简称芳酰胺酰胺纤维纤维)，我国定名为芳纶纤维。，我国定名为芳纶纤维。 芳芳芳芳 纶纶纶纶 纤纤纤纤 维维维维一、概述一、概述一、概述

3、一、概述4芳纶纤维的历史芳纶纤维的历史芳纶纤维的历史芳纶纤维的历史很短，发展很快。很短，发展很快。19601960年美国年美国杜邦公司杜邦公司杜邦公司杜邦公司研制商品名为研制商品名为NomexNomex纤维。纤维。19681968年开始研制对位芳香族聚酰胺纤维。年开始研制对位芳香族聚酰胺纤维。19721972年工业化，并取名为年工业化，并取名为KevlarKevlar纤维。纤维。Kevlar有很多品种：有很多品种：Kevlar、 Kevlar-29、 Kevlar-49、 Kevlar -68、Kevlar-100、 Kevlar-119 、 Kevlar-129、 Kevlar-1495主要

4、品种：主要品种：主要品种：主要品种： Kevlar-29 Kevlar-49 Kevlar主要用于绳索、电主要用于绳索、电缆、涂漆织物、带缆、涂漆织物、带和带状物，以及防和带状物，以及防弹背心等。弹背心等。用于航空、用于航空、宇航、造船宇航、造船工业的复合工业的复合材料制件。材料制件。主要用于主要用于橡胶增强橡胶增强，制造轮制造轮胎胎、三角皮带三角皮带、同步带同步带等等62.2.4 2.2.4 芳纶的分类芳纶的分类7聚间苯二甲酰间苯二胺纤维聚间苯二甲酰间苯二胺纤维 商品名有美国杜邦的商品名有美国杜邦的NomexNomex，我国的芳纶，我国的芳纶13131313等。等。8用途：用途：主要用于易燃

5、易爆环境的工作服，耐高温绝缘材料，主要用于易燃易爆环境的工作服，耐高温绝缘材料，耐高温的蜂窝结构。耐高温的蜂窝结构。 高温性能好，高温下的强度保高温性能好，高温下的强度保持率好，以及尺寸稳定性、抗氧化持率好，以及尺寸稳定性、抗氧化性和耐水性好，不易燃烧，具有自性和耐水性好，不易燃烧，具有自熄性，耐磨和耐多次曲折性好，耐熄性，耐磨和耐多次曲折性好，耐化学试剂，绝热性能也较好。化学试剂，绝热性能也较好。强度和模量低，耐光性较差。强度和模量低，耐光性较差。9 独特而稳定的化学结构赋予芳纶独特而稳定的化学结构赋予芳纶13131313诸多优异性能，通过对诸多优异性能，通过对这些特性加以综合利用，一系列新

6、产品不断地开发出来，在安这些特性加以综合利用，一系列新产品不断地开发出来，在安全防护、高温过滤、电气绝缘、结构材料等领域的应用越来越全防护、高温过滤、电气绝缘、结构材料等领域的应用越来越广，普及程度越来越高，已成为军事、产业、科技等许多领域广，普及程度越来越高，已成为军事、产业、科技等许多领域不可或缺的重要基础材料。不可或缺的重要基础材料。 由于芳纶由于芳纶13131313生产工艺极其复杂、技术难度大、投资成本居生产工艺极其复杂、技术难度大、投资成本居高不下等原因，长期以来，世界上仅美国、日本有能力生产，高不下等原因，长期以来，世界上仅美国、日本有能力生产，并控制着全球芳纶市场。值得骄傲的是，

7、在我国，异军突起的并控制着全球芳纶市场。值得骄傲的是，在我国，异军突起的烟台氨纶股份有限公司经过数年攻关，冲破各种艰难险阻，终烟台氨纶股份有限公司经过数年攻关，冲破各种艰难险阻，终于掌握了芳纶于掌握了芳纶13131313关键技术，并成功地实现了工业化生产关键技术，并成功地实现了工业化生产, ,纽士纽士达（达（NEW STARNEW STAR），使我国成为世界上第四个芳纶生产国，打破，使我国成为世界上第四个芳纶生产国，打破了少数发达国家在这一领域的市场垄断。了少数发达国家在这一领域的市场垄断。 10(1) 聚对苯甲酰胺聚对苯甲酰胺 (聚对胺基苯甲酰聚对胺基苯甲酰) 纤维纤维Poly (P-ben

8、zamide) 简称简称PBA纤维。纤维。 这类纤维有这类纤维有“B B”纤维（美国杜邦公司早期产品）、我国纤维（美国杜邦公司早期产品）、我国的芳纶的芳纶I I（芳纶（芳纶1414）和）和HGAHGA纤维（前苏联）纤维（前苏联）11(2)聚对苯二甲酰对苯二胺纤维聚对苯二甲酰对苯二胺纤维Poly (P-Phenlene terephthalamide) 简称简称PPTA纤维纤维 这一类纤维有这一类纤维有Kevlar、 Kevlar29、 Kevlar49 Twaron（荷兰恩卡公司）、我国的芳纶（荷兰恩卡公司）、我国的芳纶II（芳纶（芳纶1414）。）。这一类纤维是目前世界上生产的主要品种，也是

9、重要的复合这一类纤维是目前世界上生产的主要品种，也是重要的复合材料的增强材料材料的增强材料12 为制得更高强度和模量的纤维，改进为制得更高强度和模量的纤维，改进纤维的耐疲劳性能，采用各种芳环和杂环纤维的耐疲劳性能，采用各种芳环和杂环的二胺和二酰氯，与对苯二酰氯和对苯二的二胺和二酰氯，与对苯二酰氯和对苯二胺共聚。尚处于研制和试生产阶段。胺共聚。尚处于研制和试生产阶段。132.4.3Kevlar纤维的制备纤维的制备两个阶段两个阶段第一阶段第一阶段 对苯二胺与对苯二甲酸酰氯缩聚成对苯二对苯二胺与对苯二甲酸酰氯缩聚成对苯二甲酰对苯二胺（甲酰对苯二胺（PPTA）的聚合体。）的聚合体。1. 1. 对苯二甲

10、酰对苯二胺的聚合对苯二甲酰对苯二胺的聚合对苯二甲酰对苯二胺的聚合对苯二甲酰对苯二胺的聚合KevlarKevlar纤维的制造过程分为两个阶段：纤维的制造过程分为两个阶段：14第二阶段第二阶段 聚合体溶解在溶剂中再进行纺丝，制得聚合体溶解在溶剂中再进行纺丝，制得所需要的纤维材料。所需要的纤维材料。15简单流程图简单流程图间歇缩聚间歇缩聚连续缩聚连续缩聚气相缩聚气相缩聚16 常选用溶剂：六甲基磷酰胺、常选用溶剂：六甲基磷酰胺、N-甲基吡咯烷酮及二甲基吡咯烷酮及二甲基乙酰胺等。甲基乙酰胺等。 为防止对苯二甲酰的水解，反应体系及溶剂中的含为防止对苯二甲酰的水解，反应体系及溶剂中的含水量要严格控制。水量要

11、严格控制。低温溶液缩聚法，低温溶液缩聚法，不能用熔融缩聚法不能用熔融缩聚法原因：原因：聚对苯二甲酰对苯二胺是刚性链分子，分聚对苯二甲酰对苯二胺是刚性链分子，分子链段的自由旋转受到阻碍，玻璃化温度与熔点子链段的自由旋转受到阻碍，玻璃化温度与熔点温度较高。温度较高。17低温溶液缩聚法可得到特性粘度大于低温溶液缩聚法可得到特性粘度大于5的聚合体，但生产的聚合体，但生产效率低。溶剂（效率低。溶剂（HMPA)有毒，因此又发展了气相缩聚方法。有毒，因此又发展了气相缩聚方法。 将对苯二胺与对苯酰氯蒸汽保持在将对苯二胺与对苯酰氯蒸汽保持在325，与加热到，与加热到200的氯气混合，反的氯气混合，反应器的温度保

12、持在应器的温度保持在202到到250之间，之间，反应后进行冷却，然后分离可得到聚合反应后进行冷却，然后分离可得到聚合物，其特性粘度为物，其特性粘度为3.1。182 2）纺丝溶液）纺丝溶液 溶解浓硫酸溶解浓硫酸 干湿法纺丝干湿法纺丝聚合物聚合物PPTA 纺丝溶液纺丝溶液 水洗、水洗、干燥干燥 热处理热处理（Kevlar-29） Kevlar-49 PPTA的纺丝成形常常采用浓硫酸为溶剂，形成具有液的纺丝成形常常采用浓硫酸为溶剂，形成具有液晶性质的大分子进行纺丝。晶性质的大分子进行纺丝。1）纺丝工艺流程）纺丝工艺流程 19 液晶从宏观性能上看属于液体，但从微观角度液晶从宏观性能上看属于液体，但从微

13、观角度或光学角度来研究，又有晶体的性质。液晶是介于或光学角度来研究，又有晶体的性质。液晶是介于固体和液体之间的中间相物质。固体和液体之间的中间相物质。液晶分类液晶分类20近晶型近晶型 棒状分子通过垂直于分子长棒状分子通过垂直于分子长轴方向的强相互作用，互相平行轴方向的强相互作用，互相平行排列成层状结构，分子轴垂直于排列成层状结构，分子轴垂直于层面。棒状分子只能在层内活动。层面。棒状分子只能在层内活动。21胆甾型胆甾型棒状分子分层平行排列，棒状分子分层平行排列，每个单层内分子排列与向每个单层内分子排列与向列型相似，相邻两层中分列型相似，相邻两层中分子长轴依次有规则地扭转子长轴依次有规则地扭转一定

14、角度，分子长轴在旋一定角度，分子长轴在旋转转360后复原。后复原。22向列型向列型 棒状分子虽然也平行排列，但棒状分子虽然也平行排列，但长短不一，不分层次，只有一维有长短不一，不分层次，只有一维有序性，在外力作用下发生流动时，序性，在外力作用下发生流动时，棒状分子易沿流动方向取向，并可棒状分子易沿流动方向取向，并可流动取向中互相穿越。流动取向中互相穿越。23对于纺丝来说，应用对于纺丝来说，应用向列态向列态液晶。液晶。此种液晶分子溶液在流动取向相中相互穿越，且其粘度比此种液晶分子溶液在流动取向相中相互穿越，且其粘度比各向同性液体低。各向同性液体低。聚合物聚合物PPTA在溶液中呈一定取向状态，为一

15、维有序紧密排在溶液中呈一定取向状态，为一维有序紧密排列，也就是纤维中所希望得到的分子排列。在外界作用下，分子列，也就是纤维中所希望得到的分子排列。在外界作用下，分子很容易沿作用力方向取向，这就是具有液晶性质的大分子有利于很容易沿作用力方向取向，这就是具有液晶性质的大分子有利于成纤的原因。成纤的原因。24聚对苯撑对苯二甲酰胺聚对苯撑对苯二甲酰胺(PPTA)溶于溶于100%的硫酸中，显示的硫酸中，显示液晶特性液晶特性PPTA浓硫酸溶液粘度浓硫酸溶液粘度-浓度示意图浓度示意图 浓度增加，溶液粘浓度增加，溶液粘度增大，达到极大值，度增大，达到极大值，超过此极值，浓度再增超过此极值，浓度再增加，粘度降低

16、，且溶液加，粘度降低，且溶液从各向同性向各向异性从各向同性向各向异性转变转变(临近浓度临近浓度)；达到；达到液晶最大浓度后，浓度液晶最大浓度后，浓度再增加，溶液的粘度重再增加，溶液的粘度重又上升。又上升。PPTA溶液具有高浓度低粘度的特点溶液具有高浓度低粘度的特点与浓度的关系：与浓度的关系：25 温度上升时，液晶溶液的粘度下降，但当粘度温度上升时，液晶溶液的粘度下降，但当粘度降到一个最低值后，温度再上升，则粘度将大幅度降到一个最低值后，温度再上升，则粘度将大幅度增加，同时溶液由各向异性状态向各向同性状态转增加，同时溶液由各向异性状态向各向同性状态转变。纺织时要选择适当的浓度和温度范围。变。纺织

17、时要选择适当的浓度和温度范围。可纺区的温度范围比较窄可纺区的温度范围比较窄与温度的关系：与温度的关系：26两种干喷混纺装置示意图两种干喷混纺装置示意图 高浓度、高温度的高浓度、高温度的PPTA液晶溶液在较高的喷液晶溶液在较高的喷丝速度下喷丝，喷丝进入温丝速度下喷丝，喷丝进入温度低的凝固液浴，在凝固液度低的凝固液浴，在凝固液浴中，经过一个纺丝管，在浴中，经过一个纺丝管，在凝固液的作用下形成丝束，凝固液的作用下形成丝束，绕到绕丝辊上，再经洗涤，绕到绕丝辊上，再经洗涤，在张力下热辊上干燥。最后在张力下热辊上干燥。最后在惰性气体中于较高的温度在惰性气体中于较高的温度下进行热处理。下进行热处理。3）干）

18、干-湿法纺丝湿法纺丝274 4）热处理）热处理 对于干燥得到的对于干燥得到的Kevlar-29Kevlar-29纤维，在氮气或惰性纤维，在氮气或惰性气氛下，施加张力于气氛下，施加张力于150150550550高温下分段热处高温下分段热处理，变成理，变成KevlarKevlar4949纤维。纤维。 热处理的目的：使分子链进一步取向，提高结晶热处理的目的：使分子链进一步取向，提高结晶率（率（9696），从而使纤维的），从而使纤维的、E E 、fu fu 。 28NMP：N-甲基吡咯烷酮极性溶剂甲基吡咯烷酮极性溶剂29KevlarKevlar纤维分子的结纤维分子的结构构苯环和酰胺基规律排列，具有高度

19、的苯环和酰胺基规律排列，具有高度的结晶性结晶性；刚硬的分子链，在纤维的刚硬的分子链，在纤维的轴向轴向是是高度定向高度定向的；的；分子链上的氢原子，与羰基结合成分子链上的氢原子，与羰基结合成氢键氢键，成为高聚物分，成为高聚物分子间的子间的横向联结横向联结。2.4.4 Kevlar2.4.4 Kevlar纤维的结构纤维的结构 1 1）化学结构）化学结构 30 这种结构使它具有纤维轴向强度及刚度高而横向强度低的特点。这种结构使它具有纤维轴向强度及刚度高而横向强度低的特点。沿沿纤维方向是强的共价键，而在纤维的横向是较弱的氢键，这是导致芳纶纤维方向是强的共价键，而在纤维的横向是较弱的氢键，这是导致芳纶纤

20、维力学性能纤维力学性能各向异性各向异性的主要原因。芳纶纤维拉伸断裂时的特征是纵向的主要原因。芳纶纤维拉伸断裂时的特征是纵向开裂而劈成许多更细的单丝。当纤维横向受压是，受压部位会出现一定开裂而劈成许多更细的单丝。当纤维横向受压是，受压部位会出现一定数量的纵向分层。数量的纵向分层。31Kevlar-49化学结构的三个特征：化学结构的三个特征：含有大量的苯环，内旋转困难，为处于拉伸状态含有大量的苯环，内旋转困难，为处于拉伸状态的刚性伸直链晶体；的刚性伸直链晶体；苯环与酰胺键交替排列，全处于对位，规律性好，苯环与酰胺键交替排列，全处于对位，规律性好，对称性好，结晶性好；对称性好，结晶性好； 分子间有氢

21、键，形成梯形化合物分子间有氢键，形成梯形化合物32结构对性能的影响：结构对性能的影响：模量高。纤维这种苯环结构分子链刚性大，使它的分子链难于模量高。纤维这种苯环结构分子链刚性大，使它的分子链难于旋转。高聚物分子不能折叠，又成伸展态，形成棒状结构，旋转。高聚物分子不能折叠，又成伸展态，形成棒状结构，并具有极高结晶度，从而使纤维具有很高的模量。并具有极高结晶度，从而使纤维具有很高的模量。强度高。聚合物的线形结构使分子间排列得十分紧密，分子链强度高。聚合物的线形结构使分子间排列得十分紧密，分子链堆积密度大，单位面积的分子链数目多，纤维具有较高的强堆积密度大，单位面积的分子链数目多，纤维具有较高的强度

22、。度。各向异性。沿纤维方向是强的共价键，而在纤维的横向是较弱各向异性。沿纤维方向是强的共价键，而在纤维的横向是较弱的氢键，是纤维力学性能各向异性的主要原因。的氢键，是纤维力学性能各向异性的主要原因。韧性比韧性比CFCF好。主链仍有柔性链节。好。主链仍有柔性链节。耐热性好。尺寸稳定性好。由于苯环结构的刚性，使高聚物具耐热性好。尺寸稳定性好。由于苯环结构的刚性，使高聚物具有晶体的本质，使纤维具有高温尺寸的稳定性。有晶体的本质，使纤维具有高温尺寸的稳定性。 耐腐蚀性好。这种苯环结构由于环内电子的共轭作用，使纤维耐腐蚀性好。这种苯环结构由于环内电子的共轭作用，使纤维具有化学稳定性。具有化学稳定性。33

23、2.4.5 2.4.5 芳纶纤维的性能芳纶纤维的性能1） 力学性能力学性能 在有机纤维中芳纶纤维的力学性能是极其优异的，即使在有机纤维中芳纶纤维的力学性能是极其优异的，即使与无机纤维相比较，其强度也不逊色。与无机纤维相比较，其强度也不逊色。（1 1）弹性模量高。）弹性模量高。 Kevlar-49纤维的拉伸模量纤维的拉伸模量125GP，比有机纤维高得多，约为，比有机纤维高得多，约为GF的的2倍，比碳纤维低。倍，比碳纤维低。Kevlar纤维所以具有如此高的拉伸模量及强度是由于纤维所以具有如此高的拉伸模量及强度是由于它们能形成完全伸直链结晶结构及高的结晶率决定的。它们能形成完全伸直链结晶结构及高的结

24、晶率决定的。（2）强度高。）强度高。 Kevlar-49纤维的拉伸强度纤维的拉伸强度3620MPa，与与SGF、 CF- 强度相当。分子链堆积密度大，单强度相当。分子链堆积密度大，单位面积的分子链数目多。位面积的分子链数目多。34（3）应力应变曲线是一条直线，属于脆性断裂。断裂延伸率）应力应变曲线是一条直线，属于脆性断裂。断裂延伸率2.5%，高于，高于CF低于低于GF。（4）密度小。）密度小。 Kevlar-49的密度的密度1.45g/cm3，低于，低于GF、CF，导致较高的比强度。，导致较高的比强度。 (5)良好的韧性良好的韧性:分子主链上苯环间仍有柔顺的链节，微纤呈周期分子主链上苯环间仍有

25、柔顺的链节，微纤呈周期性弯曲，分子间氢键连接，使纤维具有一定的韧性。性弯曲，分子间氢键连接，使纤维具有一定的韧性。 (6)各向异性。由子轴向是伸直的分子链，以化学键相连；横向分各向异性。由子轴向是伸直的分子链，以化学键相连；横向分子链间仅以氢键作横向联结，使纤维具有各向异性特点，其横子链间仅以氢键作横向联结，使纤维具有各向异性特点，其横向强度及模量远低于纵向强度及模量。向强度及模量远低于纵向强度及模量。 35(7)抗压性能、抗扭性能较低。这是芳纶的致命弱点。抗压性能、抗扭性能较低。这是芳纶的致命弱点。抗压、抗扭性能差是因为分子间次价键连接、分子抗压、抗扭性能差是因为分子间次价键连接、分子链呈弯

26、曲状，受压缩、扭转时易纵向分层。链呈弯曲状，受压缩、扭转时易纵向分层。(8)强度分散性大：纤维中及纤维表面仍存在有空隙等强度分散性大：纤维中及纤维表面仍存在有空隙等缺陷，它也像其他脆性纤维一样，强度分散性大。缺陷，它也像其他脆性纤维一样，强度分散性大。强度值与测试标距有关。强度值与测试标距有关。(9)纺织性能好。因韧性大，纺织后纤维的强度保持率纺织性能好。因韧性大，纺织后纤维的强度保持率在在90以上。但以上。但(扭转扭转)对强度的影响较其他纤维大，对强度的影响较其他纤维大，纱的捻度越大，强度损失越大。纱的捻度越大，强度损失越大。(10)抗蠕变性好、抗疲劳性好。抗蠕变性好、抗疲劳性好。362 2

27、） 热性能热性能 Kevlar-49Kevlar-49纤维具有良好的热稳定性和良好的耐低温性。本身有纤维具有良好的热稳定性和良好的耐低温性。本身有耐火性，不燃烧。在高温下不熔融，升温到耐火性，不燃烧。在高温下不熔融，升温到427427，纤维未熔融，即，纤维未熔融，即发生碳化发生碳化(Tm 570(Tm 570，T T碳化碳化427)427)。直至分解，不发生变形。直至分解，不发生变形(Td (Td 500)500)。在。在-196-196低温下也不会变脆，仍能保持其性能。低温下也不会变脆，仍能保持其性能。 Kevlar-49Kevlar-49纤维的纤维的Tg 327Tg 327，在空气中的长期

28、使用温度一般不大于，在空气中的长期使用温度一般不大于160160。 Kevlar-49Kevlar-49纤维纤维10001000旦细纱在旦细纱在9393空气中长期存放，其强度空气中长期存放，其强度保持率保持率8787，弹性模量保持率，弹性模量保持率89.789.7。短时间内暴露在。短时间内暴露在300300以上，以上，对于强度几乎没有影响，因此短期使用温度可达对于强度几乎没有影响，因此短期使用温度可达300300。 Kevlar49Kevlar49纤维热胀系数各向异性。轴向纤维热胀系数各向异性。轴向Kevlar-49Kevlar-49纤维的纵向热膨纤维的纵向热膨胀系数为负值，在胀系数为负值，在

29、0100温度下为温度下为-2-21010-6-6/ / ，在，在100200为为- -4 41010-6-6/ / ，横向热膨胀系数，横向热膨胀系数59591010-6-6 / / ，这一点在制备，这一点在制备Kevlar-49Kevlar-49纤维复合材料时应加以考虑。纤维复合材料时应加以考虑。 373 3） 耐化学稳定性耐化学稳定性 除强酸与强碱以外，芳纶几乎不受有机溶剂、油类的影响。除强酸与强碱以外，芳纶几乎不受有机溶剂、油类的影响。 芳纶对紫外线是比较敏感的。若长期裸露在阳光下，其强度芳纶对紫外线是比较敏感的。若长期裸露在阳光下，其强度损失很大，因此应加能阻挡紫外光的保护层。损失很大，

30、因此应加能阻挡紫外光的保护层。 在饱和湿度下，在饱和湿度下，Kevlar-49Kevlar-49能从大气中吸收能从大气中吸收6%6%的水分，饱和吸的水分，饱和吸湿率大。吸湿后，由于水分子侵入纤维，会破坏氢键，使纤维强湿率大。吸湿后，由于水分子侵入纤维，会破坏氢键，使纤维强度降低，复合材料压缩性能，弯曲性能降低。度降低，复合材料压缩性能，弯曲性能降低。 Kevlar-149Kevlar-149饱和吸湿率比饱和吸湿率比Kevlar-49Kevlar-49有较大降低，耐水性提高。有较大降低，耐水性提高。所以用所以用Kevlar-49Kevlar-49制备复合材料时，必须对纤维进行制备复合材料时，必须

31、对纤维进行80/24h80/24h的的干燥。干燥。384)4)其他性能其他性能 (1)(1)芳纶与树脂的界面粘结性不好，甚至比芳纶与树脂的界面粘结性不好，甚至比CFCF差。差。 KevIarKevIar纤维表面缺少化学活性基团，用等离子体空气或氯气纤维表面缺少化学活性基团，用等离子体空气或氯气处理纤维表面，可使处理纤维表面，可使KevlarKevlar纤维表面形成一些含氧或含氮的官能纤维表面形成一些含氧或含氮的官能团，提高表面活性及表面能，显著地改善对树脂的浸润性和反应团，提高表面活性及表面能，显著地改善对树脂的浸润性和反应性，增加界面粘结强度。性，增加界面粘结强度。 (2)(2)芳纶的介电性

32、能比芳纶的介电性能比GFGF好，可作雷达罩透波材料。好，可作雷达罩透波材料。 可见，与碳纤维相比，可见，与碳纤维相比， KevIar -49KevIar -49纤维的特点是：拉伸强纤维的特点是：拉伸强度高，但模量低于度高，但模量低于CFCF；韧性好，冲击强度高；密度小。抗压抗扭；韧性好，冲击强度高；密度小。抗压抗扭性能差，耐水性差，耐紫外光差。其复合材料性能差，耐水性差，耐紫外光差。其复合材料KFCMKFCM的致命弱点是的致命弱点是抗压强度低、层间剪切强度低。抗压强度低、层间剪切强度低。 KevIar- 49KevIar- 49纤维适合与碳纤维纤维适合与碳纤维混合使用，制备混杂复合材料。混合使

33、用，制备混杂复合材料。392.4.6 Kevlar2.4.6 Kevlar纤维的品种与规格纤维的品种与规格 KevlarKevlar纤维和其他增强纤维一样，可以制成各纤维和其他增强纤维一样，可以制成各种连续长纤维的粗、细纱，并可以纺织加工成各种种连续长纤维的粗、细纱，并可以纺织加工成各种织物。织物。 40Kevlar纤纤维维浸浸渍渍环环氧氧树树脂脂缠缠绕绕美美国国核核潜潜艇艇“三三叉叉戟戟”c4潜潜地地导导弹弹的的固固体体火火箭箭发发动机壳体。动机壳体。(1)(1)航空航天领域航空航天领域 法国德国多功能武装直升机法国德国多功能武装直升机1 1先进复合材料先进复合材料 芳纶纤维的应用芳纶纤维的

34、应用芳纶纤维的应用芳纶纤维的应用41 (2)(2)舰船中的应用舰船中的应用 主主要要是是用用于于游游艇艇、赛赛艇艇、帆帆船船、小小型型渔渔船船、救救生生艇艇、充充气气船船、巡巡逻逻艇艇的的艇壳材料。艇壳材料。 (3)(3)汽车工业汽车工业 大大量量用用作作橡橡胶胶轮轮胎胎的的帘帘子子线线、高高压压软软管管、排排气气管管、摩摩擦擦材材料料和和刹刹车车片片、三三角角皮皮带带、同同步步齿齿轮轮带带等等传传动动带带、大大型型运运输输车车和和冷冷藏藏车车的的车车厢厢。最最近近广广泛泛用用作清洁能源的天然气的高压气瓶。作清洁能源的天然气的高压气瓶。42 (1)(1)硬硬质质防防弹弹装装甲甲板板 芳芳纶纶复

35、复合合材材料料板板、芳芳纶纶与与金金属属复复合合装装甲甲板板以以及及芳芳纶纶与与陶陶瓷瓷复复合合装装甲甲板板已已广广泛泛用用于于防防弹弹装装甲甲车车、防防弹弹运运炒炒车车、直直升升飞飞机机防防弹弹板板、战舰装甲防护板。也可用作防弹头盔。战舰装甲防护板。也可用作防弹头盔。 (2)(2)软软质质防防弹弹背背心心 第第一一代代防防弹弹芳芳纶纶是是Kevlar-29和和 Twaron-1000Twaron-1000， 第第 二二 代代 防防 弹弹 芳芳 纶纶 是是Kevlar-129Kevlar-129和和Twaron Twaron CT-2000CT-2000，最最新新的的软软质质防防弹弹背背心心材

36、材料料是是Gold Gold FlexFlex，这这是是一一种种由由高高档档防防弹弹芳芳纶纶的的无无纬纬布布与与高高性性能能聚聚乙乙烯烯薄薄膜膜制制成成的的柔柔性性片片材材组组合合而而成成的的软软质质防防弹弹材材料料，比比超超高高分分子子量量聚聚乙乙烯烯纤纤维维的的防防弹弹性性能能和和耐热性更好。耐热性更好。“拦拦 截截 者者 ”防防 弹弹 背背 心心 分分为为可可拆拆洗洗式式战战术术主主背背心心外外套套（丛丛林林迷迷彩彩），KM-2凯凯夫夫拉拉纤纤维维材材料料的的软软质质防防弹弹内内层层和和前前后后两片的防弹插板三大部分。两片的防弹插板三大部分。 2 2防弹制品防弹制品 43 芳芳纶纶可可用

37、用作作航航空空航航天天的的降降落落伞伞绳绳、舰舰船船及及码码头头用用缆缆绳绳、海海上上油油田田用用支支撑绳、深海系留绳等。也可用作光纤通讯电缆的加强件和复合材料芯杆。撑绳、深海系留绳等。也可用作光纤通讯电缆的加强件和复合材料芯杆。 3 3缆绳方面的应用缆绳方面的应用 444 4基础设施和建材方面基础设施和建材方面 1、挡土墙加筋； 2、软土地基加筋，均化应力 3、高填方边坡防护，提高基底稳定性 档土墙 排水 45芳纶布在结构加固工程中应用领域芳纶布在结构加固工程中应用领域 梁梁：主主要要是是桥桥梁梁和和民民用用建建筑筑或或工工业业产产房房，加加固固的的方方式式包包括括抗抗弯弯和和抗抗剪剪，在在

38、进进行行抗抗弯弯加加固固时时，芳芳纶纶布布的的纤纤维维方方向向与与梁梁的的轴轴向向一一致致，一一般般贴贴在在梁梁的的受受拉拉侧侧，已已提提高高梁梁的的承承载载能能力力，据据有有关关试试验验得得出出，只只要要该该梁梁不不是是超超筋筋梁梁，贴贴一一层层AK-40可可以以提提高高承承载载30左左右右，贴贴两两层层可可以以提提高高40左左右右；在在进进行行抗剪加固时，芳纶布的纤维方向与梁的轴向垂直。抗剪加固时，芳纶布的纤维方向与梁的轴向垂直。 柱柱子子：芳芳纶纶布布是是一一种种理理想想的的柱柱子子加加固固材材料料，首首先先，因因为为芳芳纶纶的的弹弹模模是是118Gpa,相相对对于于碳碳纤纤维维（弹弹模

39、模230Gpa）,所所以以它它的的延延性性较较好好；其其次次，在在进进行行棱棱角角打打磨磨时时一一般般只只需需要要10mm左左右右，一一般般不不需需打打磨磨，而而碳碳纤纤维维则则需需要要30mm左左右右，芳芳纶纶就就可可以以节节约约很很多多工工时时，最最后后，由由于于芳芳纶纶布布是是一一种种柔柔软的布，所以追随性很好，特别是对于形状不规则的承台，芳纶布是一种理想的加固材料。软的布，所以追随性很好，特别是对于形状不规则的承台，芳纶布是一种理想的加固材料。 砌砌体体、板板：一一般般对对于于板板的的加加固固净净空空要要求求比比较较高高，而而且且加加固固后后要要不不影影响响其其外外观观，所所以以用用厚

40、厚度度很很薄薄且且柔柔软软的的FRP复复合合材材料料进进行行加加固固是是一一种种理理想想的的选选择择。 烟烟囱囱、水水塔塔 ：由由于于象象烟烟囱囱水水塔塔这这样样向向高高空空发发展展的的结结构构，加加固固维维修修特特别别困困难难，传传统统方方法法基基本本上上很很难难解解决决这这样样的的问问题题，而而轻轻质质高高强强、耐耐腐腐蚀蚀、耐耐久性能都很好的芳纶纤维就是一种很好的选择。久性能都很好的芳纶纤维就是一种很好的选择。 地地铁铁隧隧道道：由由于于地地铁铁和和隧隧道道是是一一种种在在地地下下工工作作的的结结构构，所所以以它它的的受受力力与与地地面面结结构构是是不不一一样样的的，在在洞洞顶顶和和洞洞

41、测测都都有有土土的的力力的的作作用用，而而且且它它也也有有净净空空的的要要求求，所所以以进进行行裂裂缝缝修修补补时时，传传统统的的加加固固方方法法可可能能性性很很小小，用用芳芳纶纶布布进进行行加加固固维维修修就就可可以以满满足足它它的的各各方方面面要要求求，因因为为在在地地铁铁或或隧隧道道的的拱拱定定或或侧侧壁壁的的裂裂缝缝一一般般是是多多向向且且不不规规则则的的，这这就就要要求求它它的的修修复复材材料料必必须须具具有有良良好好的的抗抗剪剪性性能能才才行行，而而且且芳芳纶纶还还是一种不导电的是一种不导电的FRP材料，所以芳纶布在隧道地铁工程中是一种最佳的选择。材料，所以芳纶布在隧道地铁工程中是

42、一种最佳的选择。 465 5应用于传送带应用于传送带英国三角带英国三角带 476 6应用于特种防护服装应用于特种防护服装芳纶高圈布高温防割手套赛车服487 7体育运动器材方面的应用体育运动器材方面的应用8 8电子设备方面的应用电子设备方面的应用18寸芳纶盆寸芳纶盆 2.5-18寸喇叭复合音盆，以玻璃纤维、碳寸喇叭复合音盆，以玻璃纤维、碳素纤维、芳纶纤维及天然纤维等高科技纤维材料，素纤维、芳纶纤维及天然纤维等高科技纤维材料，以最优化的胴体几何形状生产的音盆，具有强度以最优化的胴体几何形状生产的音盆，具有强度高，刚性好，重量轻等特点；其音质清晰圆润，高，刚性好，重量轻等特点；其音质清晰圆润，低音尤其是重低音力度强劲。低音尤其是重低音力度强劲。4950芳纶浆粕是对芳纶浆粕是对芳纶纤维芳纶纤维进进行表面原纤化处理之后便得行表面原纤化处理之后便得到的，其独特的表面结构极到的，其独特的表面结构极大地提高了混合物的抓附力，大地提高了混合物的抓附力，因此非常适合作为一种增强因此非常适合作为一种增强纤维应用于摩擦及密封产品纤维应用于摩擦及密封产品中。中。 芳芳纶盘根根51作业：作业：P82、26、29、34