前言
01
芳綸包括芳香族聚酰胺纖維和芳香族聚酰亞胺纖維。本文提及的高強(qiáng)高模芳綸是指芳香族對(duì)位聚酰胺纖維,即對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)。是一種新型高科技合成纖維,具有高強(qiáng)度、高模量、高結(jié)晶度和高取向度,同時(shí)還具有耐磨、阻燃、耐化學(xué)腐蝕、絕緣、防割、抗疲勞、柔韌性好、尺寸穩(wěn)定性好等性能,由于其出色的熱穩(wěn)定性能和化學(xué)惰性,使其在高性能復(fù)合材料增強(qiáng)纖維中占有重要地位,主要用于航空、航天、造船、醫(yī)療器械和體育用品等領(lǐng)域。
對(duì)位芳綸的結(jié)構(gòu)及性能
02
(1)對(duì)位芳綸纖維是芳香族聚合物纖維,是以對(duì)苯二胺和對(duì)苯二甲酰為原料,在有機(jī)溶液中進(jìn)行低溫縮聚,得到高性能、高結(jié)晶度的樹脂采用液晶紡絲新技術(shù),溶于濃硫酸或六甲基磷酸酰胺等一些溶劑中配成紡絲原液,然后用干濕法紡絲的技術(shù)制備而成。
(2)對(duì)位芳綸纖維的分子鏈?zhǔn)怯杀江h(huán)和酰胺基按一定規(guī)律排列而成。酰胺基團(tuán)的位置又都在苯環(huán)的直位上,所以這種聚合物具有良好的規(guī)整性,致使對(duì)位芳綸纖維具有高結(jié)晶度。這種剛性的聚集狀分子鏈,在纖維軸向是高取向的,分子鏈上的氫原子將和其它分子鏈上的羰基(酰胺基團(tuán)內(nèi))結(jié)合生成氫鍵,成為高聚物分子間的橫向聯(lián)結(jié)。對(duì)位芳綸纖維這種苯環(huán)結(jié)構(gòu),使它的分子鏈難于旋轉(zhuǎn),高聚物分子不能折疊,又是伸展?fàn)顟B(tài),形成體狀結(jié)構(gòu),所以使纖維具有很高的模量。聚合物線性結(jié)構(gòu)的分子間排列十分緊密,在單位體積內(nèi)可容納很多聚合物分子,這種高致密特性使纖維具有較高的強(qiáng)度。
導(dǎo)電纖維的應(yīng)用
03
(2)航天領(lǐng)域
在航天方面,主要用作運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體和壓力容器,用作人造衛(wèi)星太陽(yáng)電池陣基板、拋物面天線反射器、SAR天線電氣板和各種連接管桿件等, 用作宇宙飛船的駕駛艙,氧氣、氮?dú)夂秃獾娜萜饕约巴L(fēng)管道等。芳綸或混雜芳綸復(fù)合材料已作為二次結(jié)構(gòu)材料 在航空領(lǐng)域成熟應(yīng)用,如超大型民航機(jī)波音B757 的貨艙、B787的客艙等。
(3)建筑領(lǐng)域
高層大型建筑可用芳綸作水泥增強(qiáng)骨架,將芳綸編織成鋼筋狀、做成預(yù)應(yīng)力混泥土加強(qiáng)筋,使建筑本身的重量大大減輕,在抗剪切等方面起到重要作用,如在上海東方明珠電視塔的建筑中,就使用了芳綸增強(qiáng)混凝土材料。芳綸也可用作建筑物的加固修復(fù),其中芳綸纖維布在舊橋加固的應(yīng)用范圍比較廣,如廣東省惠州西枝江大橋?yàn)榭玟摷芄皹虿捎脤?duì)位芳綸復(fù)合材料高層大型建筑可用芳綸作水泥增強(qiáng)骨架,將芳綸編織成鋼筋狀、做成預(yù)應(yīng)力混泥土加強(qiáng)筋,使建筑本身的重量大大減輕,在抗剪切等方面起到重要作用。
(4)管道領(lǐng)域
Kevlar纖維是軟管增強(qiáng)材料的最佳選擇。目前,越來(lái)越多的汽車軟管、化學(xué)工業(yè)用軟管、石油工業(yè)用軟管、航空工業(yè)用各種液壓軟管以及海洋用軟管都采用Kevlar纖維作增強(qiáng)材料。美國(guó)Chrysler公司和Gates公司則采用Kelvar纖維作為汽車?yán)鋮s裝置軟管的增強(qiáng)材料制成了溫度可達(dá)150℃左右的汽車?yán)鋮s膠管。Gates公司、美國(guó)Goodall公司將芳綸纖維制成了用于核電站、化工廠和石油勘探方面的大口徑膠管。
總結(jié)
04
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