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芳族聚酰胺
來源:互聯網

1.物理性能 細度:1.0~1.5旦 伸長率:1.5~2.5%

基本概況

芳族聚胺(聚酰胺 Aromatic,簡稱PARA)的纖維及其復合材料具有高拉伸強度高模量較低的伸長率、耐燃燒、耐高溫、耐有機溶劑和燃料、潤滑劑等特性,因此在工程方面有廣泛用途,目前已開發在工業上應用的有PPTA、MPIA、PBA等。

聚對苯酰胺,學名聚對苯甲酰胺,英文名Poly(p-3-苯甲酰胺),簡稱PBA。

歷史發展

杜邦于1916年首先介紹芳族聚酰胺-聚間苯二甲酰苯二胺(Nomex)纖維,1970年介紹了聚對苯酰胺(Fibre B或民主革命黨49),1972年又介紹了較韌性的聚1,4-苯撐對苯二酰胺(凱夫拉 49)纖維,分析表明Kevlar纖維為代表。

主要生產方法

1.樹脂生產

對氨基苯甲酸為單位、N-甲基吡咯為溶劑,在催化劑、助催化劑存在和80~90℃的條件下,反應3小時。然后,將物料沉析到乙醇中,用水洗滌樹脂,干燥,即可得到紡絲用樹脂。樹脂的特性粘度控制在1.8~2.2范圍內。

2.液晶漿液的制備

將芳綸-I樹脂溶解在含有4~6%助溶劑的有機溶劑(二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮)中,聚合物濃度控制在9~10%左右,即可得到光學上各向異性的液晶漿液。

3.濕法紡絲

將上述液晶漿液過濾,置于貯料筒中脫泡24HRS,紡絲液經紡絲計量泵計量后,再經過濾器送至噴絲頭,通過Φ0.05~0.08×500~1000孔紡絲帽,以每分鐘10~20米的速度從噴絲孔噴入到凝固浴中。凝固浴為20~40%的有機溶劑水溶液,溫度為40~50℃。從凝固出來的纖維經水充分洗凈,干燥后,即得芳綸-I原絲。原絲在惰性氣體中(3~5升/分,500~550℃)熱處理3~5秒,即得到芳綸-I纖維。

理化性能

1.物理性能

纖維色澤:淡黃色

相對密度:1.4655g/cm3

復絲旦度:1000~1500旦

細度:1.0~1.5旦

復絲強度:2337~2585Mpa

伸長率:1.5~2.5%

彈性模量:>147Gpa

芳綸-I性能接近凱夫拉149的性能,兩者比較如表

2.熱性能

芳綸-I與Kevlar-49浸漬環氧樹脂后耐熱穩定性相近,未涂環氧樹脂則芳綸-I的熱穩定性優于Kevlar-49。

芳綸-I在280℃空氣中恒溫老化100小時,性能基本沒有變化。

芳綸-I在320℃的恒溫熱老化性能見表

應用領域

聚對苯酰胺纖維是一種高強度、高模量、低密度的芳核酰胺纖維。其纖維密度(1.42~1.46g/cm3為玻璃纖維的60%,為碳纖維的80%,拉伸強度3.4~4.1Gpa,拉伸模量82.7~137.9Gpa,壓縮強度僅為拉伸強度的20%,顯示出延展性,可以壓縮和彎曲,能夠吸收能量。它廣泛用于熱塑性塑料和熱固性塑料的增強,是尖端出版社復合材料的高效增強劑。典型應用包括:

1.導彈、核武器、宇航等軍用復合材料??纱蠓葴p輕自重,提高射程和載荷能力。

2.利用其超剛性、低密度性能,用其復合材料作雷達罩及天線骨架。

3.用其復合材料做飛機的地板材料、整流罩、機體門窗、內裝飾等結構材料。

4.利用其高強度和低伸長率特性作光纜、電纜、海洋電纜等的增強骨架材料。

5.體育器材。成功地用以制作賽艇、槳、羽毛球拍等。

6.各種高溫、耐磨的盤根、剎車片等。

7.橡膠制品。用以制作超高壓管、齒型帶、三角帶等。

參考資料 >

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