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芳香族聚酰胺纤维 芳香族聚酰胺纤维 前言 高强高模芳酰胺纤维 耐高温芳酰胺纤维 芳香族聚酰胺浆粕 芳香族聚酰胺纤维产生时代背景 在人们穿衣问题解决之后，化学纤维拓宽应用领域，作为一种新材料，特别是军事工业及航天航空工业的需要，30多年来出现了250多种化学纤维 服用化学纤维基本情况 1958年以来，合成纤维原料价廉易得，性能优良，获得飞速发展，很快超过人造纤维，赶上天然纤维，成为纺织衣用纤维的主力军，产量不断攀升 70年代末，国外已趋饱和状态 近半个世纪来，已没有什么性能价格上能与之匹敌的新品种出现 中国工程院文件有关部分 积极发展高性能化学纤维 我国的化纤产量2000年达到694万吨，居世界第一。但相关产业和国防军工需要的化纤新材料却发展滞后，许多品种依赖进口。随着国防军工和国民经济的发展，对高性能化纤的需求愈来愈大，而国际价格却不断上涨，关键时刻还常常受制于人。因此，建议国家把发展高性能化纤列为投资重点，支持其加快实现产业化。 芳香族聚酰胺纤维产业化主要品种 聚对苯二甲酰对苯二胺纤维俗称对位芳纶或芳纶1414，美国杜邦公司商品名“Kevlar” 聚间苯二甲酰间苯二胺纤维俗称间位芳纶或芳纶1313，美国杜邦公司商品名“Nomex” Kevlar 主要特点 密度是钢的1/5，比强度是钢的5倍 能在-196～182℃的范围内保持稳定的尺寸和性能 不会燃烧不会熔化（500℃开始碳化） Nomex 主要特点 耐热性能优良。200℃以下长达2000小时运行强度保持90％ 热稳定性好。250℃热收缩仅1％ 不会燃烧。900～1500℃高温能产生特殊隔热及防护作用 芳香族聚酰胺的化学结构-1 Poly(1,4-benzamide) (PBA) 芳香族聚酰胺的化学结构-2 Poly(p-phenylene terephthalamide) (PPTA) Poly(m-phenylene isophthalamide) (MPDI) 芳香族聚酰胺的化学结构-3 Co-poly(paraphenylene/3,4′-oxydiphenylene terephthalamide) （3,4′-POPT） 生产对位芳纶各企业及其生产能力 生产间位芳纶各企业及其生产能力 主要有机高分子纤维的性能 聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）分子结构示意图 3,4′二苯醚撑对苯二甲酰对苯二胺共聚物分子结构示意图 工业化生产高强高模芳酰胺纤维主要品种及性能 Kevlar 系列产品的生产工艺流程 PPTA纤维结晶区域原纤化结构模型 PPTA纤维纬向和经向广角x-射线衍射图 Kevlar纤维蚀刻表面透射电子照片 PPTA纤维结晶结构模型 PPTA聚合体的制备 ——溶液制备 低温溶液缩聚过程中氯化锂助溶机理 低温溶液缩聚制备PPTA工艺流程图 单体初始摩尔浓度对PPTA树脂比浓对数粘度影响 单体摩尔配比对PPTA树脂比浓对数粘度影响 起始反应温度对PPTA树脂比浓对数粘度的影响 溶剂体系含水量对PPTA树脂比浓对数粘度影响 Kevlar纤维与常规纤维性能比较 PPTA/H2SO4干喷湿纺过程中分子链取向机理 PPTA相对分子质量对纤维力学性能影响 SSF 对初生丝强度的影响 热处理温度对纤维模量的影响 热处理张力对纤维模量的影响 热处理时间对PPTA纤维强度的影响 聚合反应溶液直接纺丝制备PPTA共聚纤维 日本帝人公司的Technora纤维 俄国的 Armos、SVM等纤维 PPTA纤维的用途 产业用纺织品; 防护服; 增强材料. Nomex纤维的DSC曲线图 Nomex纤维的TGA曲线图 Nomex长时间暴露于高温下强度保持率 Nomex 纤维的力学性能 MPIA聚合体制备-溶液聚合 MPIA低温溶液聚合工艺流程示意图 起始反应温度对MPIA比浓对数粘度影响 单体摩尔配比对MPIA比浓对数粘度影响 单体初始摩尔浓度对MPIA比浓对数粘度的影响 水分含量对MPIA比浓对数粘度的影响 间位芳香族聚酰胺纤维的制备 干法纺丝 湿法纺丝 干湿法纺丝 间位芳香族聚酰胺纤维应用领域 耐高温防护服 耐高温绝缘纸 耐高温过滤材料 芳香族聚酰胺浆粕 PPTA浆粕的表面扫描电镜照片 芳香族聚酰胺浆粕方法(PPTA) 液晶纺丝切断法 低温溶液直接缩聚法 沉析法 浆粕的应用 用于造纸(1414和1313) 用于橡胶制品 用作石棉纤维替代品 用作触变剂 纺纶1313纸的应用 蜂窝材料 绝缘材料 芳香族杂环纤维 可以制成芳香族杂环纤维的原料组合很