芳綸特性和產品的應用領域

芳綸全稱為"聚對苯二甲酰對苯二胺",英文為Aramid fiber（帝人芳綸的商品名為 Twaron 杜邦公司的商品名為Kevlar）,是一種新型高科技合成纖維,具有超高強度,高模量和耐高溫,耐酸耐堿,重量輕等優良性能,其強度是鋼絲的 5～6倍 ,模量為鋼絲或玻璃纖維的2～3倍,韌性是鋼絲的2倍,而重量僅為鋼絲的1/5左右,在560度的溫度下,不分解,不融化.它具有良好的絕緣性和抗老化性能,具有很長的生命周期.芳綸的發現,被認為是材料界一個非常重要的歷史進程.
 芳綸特點
 1,良好的機械特性
間位芳綸是一種柔性高分子,斷裂強度高于普通滌綸,棉,尼龍等,伸長率較大,手感柔軟,可紡性好,可生產成不同纖度,長度的短纖維和長絲,在一般紡織機械制成不同紗支織成面料,無紡布,經過后整理,滿足不同領域的防護服裝的要求.
2,優異的阻燃,耐熱性能
間位芳綸的極限氧指數(LOI)大于28,因此當它離開火焰時不會繼續燃燒.紐士達®間位芳綸的阻燃特性是由其自身化學結構所決定的,因而是一種永久阻燃纖維,不會因使用時間和洗滌次數降低或喪失阻燃性能.紐士達®間位芳綸具有很好的熱穩定性,在205℃的條件下可以連續使用,在大于205℃高溫條件下仍能保持較高的強力.紐士達®間位芳綸具有較高的分解溫度,而且在高溫條件下不會熔融,融滴,當溫度大于370℃時才開始炭化.
3,穩定的化學性質
間位芳綸具有優異的耐大多數化學物質的性能,可耐大多數高濃度的無機酸,常溫下耐堿性能好.
4,耐輻射性
間位芳綸的耐輻射性能十分優異.例如在1.2×10-2 w/in2紫外線和1.72×108rads的γ射線的長時間照射下,其強度仍保持不變.
5,耐久性
間位芳綸優良的耐摩擦和耐化學品性能,經過100次洗滌后,用紐士達®間位芳綸加工的布料撕破強力仍可以達到原強力的85%以上.
對位芳綸的耐溫性能要高于間位芳綸,連續使用溫度范圍為-196 ℃ ～ 204 ℃,在560℃高溫下不分解,不熔化.對位芳綸最顯著的特性是高強度,高模量,其強度 大于25克/旦,是優質鋼材的5～6倍,玻纖的3倍,高強尼龍工業絲的2倍； 模量是優質鋼材或玻璃纖維的2～3倍,高強尼龍工業絲的10倍.
芳綸漿粕是對芳綸纖維進行表面原纖化處理之后便得到的,其獨特的表面結構極大地提高了混合物的抓附力,因此非常適合作為一種增強纖維應用于摩擦及密封產品中.
 
   芳綸主要分為兩種,對位芳酰胺纖維（PPTA）和間位芳酰胺纖維（PMIA）.
在芳綸纖維生產領域,對位芳酰胺纖維發展最快,產能主要集中在日本和美國,歐洲.如美國杜邦的Kevlar纖維,日本帝人公司的Twaron,Technora纖維,煙臺泰和新材的Taparan（泰普龍）纖維等.其中,美國杜邦,日本帝人的產能均為3萬噸左右,在對位芳綸市場中處于壟斷地位；煙臺泰和新材于2011年實現了對位芳綸的商業化運營,在國產對位芳綸的商業化運營中走在全國前列.
間位芳酰胺纖維的品種有美國杜邦的 Nomex,煙臺泰和新材的Tametar（泰美達）,日本帝人的Conex等.美國
Tametar間位芳綸本白短纖
Tametar間位芳綸本白短纖
杜邦和煙臺泰和新材是全球間位芳綸競爭的主要參與者,兩者都能生產工業用本白短纖,服裝用可染短纖,色絲,長絲,芳綸紙等,產品性能比較接近,差異化程度也不相上下,在環境保護,安全防護,工業,電子電器,復合材料等領域展開了廣泛的競爭.
由于國外技術封鎖等原因,我國芳綸的生產和應用起步較晚.2004年,煙臺氨綸（現改名泰和新材）實現了間位芳綸的產業化生產,并逐步發展成為全球第二大間位芳綸供應商,極大推動了芳綸在國內市場的應用和發展；2011年,泰和新材實現對位芳綸的商業化運營,在國產對位芳綸的商業化運營中走在全國前列.目前我國芳綸的發展已提到了議事日程,芳綸被列入“國家鼓勵發展的高新技術產品目錄”和“十二五戰略新興產業發展規劃”,未來幾年發展步伐將逐步加快.
自20世紀60年代后期以來,已經有多種芳綸問世,并工業化生產.芳綸種類比較多,其劃分的方法也有多種.
第一種命名方法根據結構劃分,分為對位芳綸和間位芳綸,鄰位芳綸.對位芳綸的單體是對苯二甲酸和對苯二胺,單體的上的功能團為對位,聚合得到的鏈段比較規整,耐高溫性能好,強度,高模量.對位芳綸主要有以杜邦的Kevlar系列產品為代表.間位芳綸的單體是間苯二甲酸和間苯二胺,單體的上的功能團為間位,聚合得到的鏈段呈鋸齒型,耐高溫,但強度模量都略低.間位芳綸主要有以杜邦的Nomex系列產品為代表.鄰位芳綸的單體是鄰苯二甲酸和鄰苯二胺,單體的上的功能團為鄰位.鄰位芳綸主要有以杜邦的Korex系列產品為代表.
第二種命名方法也是根據結構劃分,如對位就是苯環上的14位置,間位就是苯環上的13位置,如芳綸14的就是對氨基苯甲酸苯環上1,4位置的連接,芳綸1414就是前面所說的對位芳綸,芳綸1313就是前面所說的間位芳綸.
第三種命名方法就是根據聚合單體的種數,如前面所說的芳綸14又叫芳綸I型,芳綸1414和芳綸1313又叫芳綸II型.當在對苯二甲酸和對苯二胺,間苯二甲酸和間苯二胺等常見結構加入第三單元單體如4,4’-二氨基二苯醚,5（6）-胺基-2-（4-胺基苯基）苯并咪唑等得到的芳綸可稱為芳綸III型.當第三單元單體為雜環結構時,人們還常稱之為雜環芳綸