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第六章 高性能纤维 高性能纤维为力学性能同时具有强度为18 cN/dtex(20 g/D)、初始模量为441 cN/dtex(500g/D)的特种纤维。 ;第一节 对位芳纶纤维 ; 象锦纶这样的脂肪族聚酰胺纤维具有某些缺点，如模量低，尺寸稳定性较差，在温度较高时的化学稳定性差以及耐高温性差等。 芳族聚酰胺纤维中，由于在大分子长链中用芳基取代了一般聚酰胺中的脂肪基，分子链的柔性减小，闭性增大，使所得纤维的玻璃化温度，耐热性能以及模量等都显著提高。;一 凯夫拉纤维的发展 ;用湿法纺出纤维，其纤维强伸模量达353 cN/dtex以上，比玻璃纤维高二倍半，在相同质量下，比玻璃纤维更刚硬。 1970年杜邦公司着手芳香族聚酰胺纤维工业化； 1971年建立了一个工厂，以B纤维命名发表了专利并提供产品，之后商业命名为凯夫拉。 生产能力分别在1978年为6 810 t,1982年2X104 t以上。目前凯夫拉纤维在美国和英国生产。日本帝人1974年工业化生产Technora。 ;二对位芳香族聚酞胺纤维及其产品 ;荷兰阿克苏： Twaron 1000 标准模量(SM)，用于织造、编织 Twaron 1010 标准模量can）增强复合材料（缠绕成形） Twaron 1111 中等模量(IM)增强复合材料(缠绕成形、拉制成形)，织造、编织 Twaron 1055 高模量（HM)，用于织造、编织 Twaron 1056 高模量（HM）增强复合材料（缠绕成形、拉制成形） ;;三 凯夫拉纤维化学与物理性质 ;2.强伸性能 凯夫拉纤维具有较高的强度和模量。另外，它的强伸性能对于温度是不敏感的，一直到玻璃化温度以上。 凯夫拉纤维其单丝强度为22. 9-26. 5 cN/dtex。 凯夫拉纱最佳捻系数为1. 1。凯夫拉长丝有一较宽的强伸范围；强度15.9-23. 8 cN/dtex；断裂伸长1.5%-4.4％；模量379. 5-970. 9 cN/dtex。 凯夫拉纤维的高结晶和各向异性使得其具有非常低的蠕变，但在较高的应力下，产生蠕变。一般来讲，蠕变随着应力和温度的增加而增加。;3.压缩性能 在轴向和径向具有较低的压缩性能，这主要由于它的高结晶和高取向。 4.剪切性能 凯夫拉纤维具有较低的剪切性能，因为它具有较高的各向异性。 ;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;5.耐磨性能 由于凯夫拉纤维较弱的横向结合力，因此具有较低的耐磨性能，当纤维之间摩擦或与金属表面摩擦，易原纤化。这种情况在纤维表面区域，易纤维劈裂或原纤化，以致形成断裂。为了保护其表面，大部分凯夫拉纤维制品上油剂，增加耐磨性;6.抗燃性能 凯夫拉纤维在4270C时炭化。它的氧指数为28.5-29，与诺梅克斯（Nomex)基本相同 。 7.降解温度 凯夫拉纤维具有极好的热稳定性，这是芳香族聚酞胺固有的特性。在500℃以上产生急剧的降解 .;四 纺丝方法;五 应用;第二节碳纤维 ;根据碳纤维的性能分类如下： 高性能碳纤维：有高强度碳纤维、 高模量碳纤维、 中模量碳纤维等。 低性能碳纤维：耐火纤维、 碳质纤维、 石墨纤维等。;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;根据碳纤维的用途，碳纤维品种规格分为通用型GP和高性能型HP。 高性能型又分高强型HT和高模型HM,根据复合材料工程需要又开发了超高强型UHT和超高模型UTM;二 碳纤维性能 ;缺陷在碳纤维内是随机分布的。纤维长度增长，不仅包含裂纹数目增多，而且包含大裂纹、大空穴的几率也增大，并导致强度下降；同理碳纤维直径越粗，由于缺陷的存在，不仅承载的有效面积减小，而且易造成应力集中，导致强度下降。强度随试样长度和直径的变化称之为“体积效应”或“尺寸效应”。;2.碳纤维的物理性能 碳纤维的密度在1. 5-2. 0 g/cm3之间，这除与原丝结构有关外，主要决定于炭化处理的温度。一般经过高温(3000℃）石墨化处理，密度可达2. 0 g/cm3 。 碳纤维的热膨胀系数与其他类型纤维不同，它有各向异性的特点