芳纶纤维简介

        芳纶纤维全称为"芳香族聚酰胺纤维",英文为Aramid fiber，是一种高强度、低密度、高耐磨性有机合成纤维，其强度是钢丝的 5～6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。芳纶还具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。

        芳纶是1960年代由美国杜邦公司率先研发的高科技超级纤维，与号称三大合成纤维之一的锦纶（尼龙）同属于聚酰胺（由酰胺结合而成的聚合物）类纤维。但是，锦纶被分类于脂肪族聚酰胺，芳纶被分类于芳香族聚酰胺，两种纤维在性能上存在巨大差异。为了与锦纶加以区别，美国联邦贸易委员会（FTC）在1974年给授予了芳香族聚酰胺（Aramid）这一名称，1977年,国际标准化组织（ISO）将这一名称采纳为人造纤维的分类名称。
        芳纶在不同国家被命名为不同的名称，例如：美国杜邦公司的“Kevlar纤维”，荷兰阿克苏诺贝尔公司（已与帝人合并）的Twaron纤维，日本帝人公司“Technora纤维”，俄罗斯叫“Terlon纤维” ，德国Acordis公司对位芳纶 (Twaron)产品，中国的“芳纶纤维”。

种类

        芳纶主要分为对位芳酰胺纤维（PPTA）和间位芳酰胺纤维（PMIA）两种。
        对位芳酰胺纤维（PPTA）为高强度防弹纤维，又名芳纶1414，以超强的强度闻名，人们熟知的杜邦公司的商品名为凯芙拉（Kevlar）防弹纤维就是对位芳纶纤维。
        间位芳酰胺纤维（PMIA）为高性能防火纤维，又名芳纶1313，以出色的热稳定性、阻燃性、电绝缘性、化学稳定性、耐辐射性为其主要特点，被称为耐火芳纶。
        此外还有领位芳酰胺纤维，但无商业价值。

制备工艺、化学成分、特性

制备工艺

        芳纶树脂的合成方法有低温溶液聚合法、直接溶液聚合法、界面缩聚法、酯交换法、气相聚合法和酰胺化缩聚等，其中低温溶液聚合法是目前工艺上最成熟的合成方法。芳纶经化学合成后需要纺成纤维才可向下游应用，间位芳纶纤维制备主要有干法纺丝和湿法纺丝，对位芳纶通常采用干喷湿法纺丝工艺。

化学成分
        间位芳纶：间本二甲酰氯、间苯二胺
        对位芳纶：对间本二甲酰氯、对苯二胺

特性

对位芳酰胺纤维（PPTA）（芳纶1414）
        由刚性长分子构成的液晶态聚合物，由于其分子链沿长度方向高度取向，并且具有极强的链间结合力，从而赋予纤维空前的高强度、高模量和耐高温特性。

        高强度、高模量：芳纶1414有极高的强度，是优质钢材的5～6倍，模量是钢材或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢材的2倍，而重量仅为钢材的1/5。因其强韧性，裁切与加工异常困难，需要昂贵的专用工具。

        高耐温性能：芳纶1414的连续使用温度范围极宽，在-196℃至204℃范围内可长期正常运行。在150℃下的收缩率为0，在560℃的高温下不分解不熔化。耐热性优于芳纶1313，且具有良好的绝缘性和抗腐蚀性，生命周期很长，因而赢得“合成钢丝”的美誉。

间位芳酰胺纤维（PMIA）——高性能防火纤维（芳纶1313）

        持久的热稳定性：芳纶1313最突出的特点就是耐高温性能好，可在220℃高温下长期使用而不老化，其电气性能与机械性能的有效性可保持10年之久，而且尺寸稳定性极佳，在250℃左右的热收缩率仅为1%，短时间暴露于300℃高温中也不会收缩、脆化、软化或者融熔，只在370℃以上的强温下才开始分解，400℃左右开始碳化，如此高的热稳定性在目前有机耐温纤维中是绝无仅有的。

        出色的阻燃性：材料在空气中燃烧所需氧气体积的百分比叫做极限氧指数，极限氧指数越大，其阻燃性能就越好。通常空气中氧气含量为21%而芳纶1313的极限氧指数大于28%，属于难燃纤维，所以不会在空气中燃烧，也不助燃，有自熄性。这种源于本身分子结构的固有特性使芳纶1313永久阻燃，因此有“防火纤维”之美称。

        极佳的电绝缘性：芳纶1313介电常数很低，固有的介电强度使其在高温、低温、高湿条件下均能保持优良的电绝缘性，用其制备的绝缘纸耐击穿电压可达到10万伏/㎜，是全球公认的最佳绝缘材料。

        优异的化学稳定性：芳纶1313是由酰胺键连接芳基所构成的线型大分子，其晶体中，氢键在两个平面内排列成三维结构，这种较强的氢键作用使得其化学结构异常稳定，可耐大多高浓无机酸及其它化学品的腐蚀、抗水解作用和蒸汽腐蚀。

        优良的机械特性：芳纶1313系柔性高分子材料，低刚度高伸长特性使之具备与普通纤维相同的可纺性，可用常规纺机加工成各种织物或无纺布，而且耐磨抗撕裂，适用范围十分广泛。

        超强的耐辐射性：芳纶1313耐α、β、χ射线以及紫外光线辐射的性能十分优异。用50Kv的χ射线辐射100小时，其纤维强度保持原来的73%，而此时的涤纶或锦纶早已成了粉末。

应用

        作为重要的国防军工材料，芳纶制品除了军事上的应用外，更多地被应用于民用领域。

        芳纶1313和芳纶1414的化学结构相似，但性能差异较大，应用领域各有不同。间位芳纶具有突出的耐高温、阻燃和绝缘性，主要应用于高温防护服、电绝缘和高温过滤等领域。对位芳纶则具有高强度高模量的特点，素有高分子材料中的“百变金刚”之称，主要应用于个体防护、防弹装甲、力学橡胶制品、高强缆绳、石棉替代品等。

对位芳酰胺纤维（PPTA）（芳纶1414）

    军用：防弹衣、防弹头盔、防刺防割服、排爆服、高强度降落伞、防弹车体、装甲板

    民用：广泛应用于航天航空、机电、建筑、汽车、海洋水产、体育用品等国民经济各个方面。例如：火箭和飞机的结构材料、汽车轮胎、飞机强化型轮胎、 土木结构工程、充气救生筏、充气舟桥、 耐腐蚀容器、耐高温耐切割防护手套、隔热防护屏、防护衣及密封材料、耐摩擦绝热和电绝缘材料；舰船绳缆、海底电缆、光纤增强绳缆、运动器材（如滑雪板、划艇和皮艇等）。

间位芳酰胺纤维（PMIA）——高性能防火纤维（芳纶1313）

        芳纶1313的耐高温性、尺寸稳定性以及耐化学性，使其在高温滤材领域占据主导地位。
        用芳纶1313有色纤维可制作飞行服、防化作战服、消防战斗服及炉前工作服、电焊工作服、均压服、防辐射工作服、化学防护服、高压屏蔽服等各种特殊防护服装，用于航空、航天、军服、消防、石化、电气、燃气、冶金、赛车等诸多领域。此外还广泛用于制作宾馆纺织品、救生通道、家用防火装饰品、熨衣板覆面、厨房手套等。