1、,高技术纤维,高强力高模量纤维,定义：一般把强度高于3GPa或20g/D纤维称为高强力纤维一般模量要在200GPa以上。Pa KPa MPa GPa TPa,强度 模量 碳纤维（） g/D 4.6GPa 1500 g/D 235GPa 碳纤维（） g/D 2.1GPa 2400 g/D 391GPa 芳族纤维（） g/D 3.2GPa 520 g/D 66GPa 芳族纤维（） g/D 3.0GPa 1000 g/D 127GPa 玻璃纤维 g/D 4.6GPa 390 g/D 86GPa 氧化铝 g/D 2.5GPa 870 g/D 246GPa 碳化硅 g/D 2.9GPa 870 g/D
2、196GPa 硼纤维 g/D 3.5GPa 1780 g/D 413GPa,纤维的理论强度：即极限强度将无限长的大分子链完全牵伸平直的纤维的拉伸强度即分子链的强度极限强度（g/d） 大分子共价键结合力密度分子截面积键的结合力：.达因,聚合物 分子截面积 极限强度 纤维强度(nm2) (g/d) (GPa) (g/d) PE 0.193 372 32 9.0 NL6 0.192 316 32 9.5 PVA 0.228 236 27 9.5 PPTA 0.205 235 30 25.0 PET 0.217 232 28 9.5 PP 0.348 218 18 9.0 PAN 0.304 196
3、20 5.0 PVC 0.294 169 21 4.0,纤维实现高强度的必要条件：1.主键键强大。2.大分子横截面积小。3.取向度高（能够实现高取向）4.结晶度高，缺陷少。 保障条件：大分子之间缠结少。分子链规整。分子量大。合适的工艺条件。,一、芳香族聚酰胺聚对苯二甲酰对苯二胺，PPTA，对位芳纶，芳纶1414，凯夫拉。杜邦公司1971年试制成功。不久开始规模化生产。,8,（一）制造方法,单体：对苯二酰氯+对苯二胺 聚合方法：溶液聚合法 溶剂：六甲基磷酰胺（HMPA）、二甲基乙酰胺（DMAC）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、或HMPA/NMP混合溶剂。 聚合物沉淀，经分离、粉碎和干燥制成PPTA
4、树脂。,9,纺丝：液晶纺丝 溶于浓硫酸中，温度80100。液晶：有一类物质在从各向异性的晶态转入各向同性的液态时，先要经过各向异性的液态，这一类物质的这种过渡状态称为液晶。一般由较长的分子形成，分子具有明显的几何不对称性而取向。 近晶相液晶：分子排列方向一致，分子轴垂直的平面内周期破坏。 向列液晶：分子仅有排列方向一致，按轴向取向，而分子的轴向周期性破坏。 胆淄相液晶：分子成层状排列，螺旋结构。,10,纺丝时，首先将PPTA溶解在浓硫酸中调制成浓度为约20%的溶液。 80左右，转变为向列型液晶。 140 时，变为各向同性夜。 喷丝头组件的温度不超过80100 . 凝固浴：25%H2SO4水溶液
5、，浴温10 。,11,纺丝速度：200m/min以上。 空气层高度：540mm。 喷丝孔直径：0.100.30mm.,12,液晶态的刚性大分子受剪切作用在喷丝孔道中沿流动方向发生高度取向。而纺丝细流离开喷丝板后的解取向作用远小于柔性大分子。初生纤维可以不经过拉伸，只需经过充分水洗和热处理即可成为产品纤维。,13,喷丝头拉伸比（卷绕速度与挤出速度之比）是芳纶纤维纺丝成形过程中的一个主要工艺参数，随着喷丝头拉伸比增大，纺丝细流的拉伸流动取向效应增强，纤维强度增大。当喷丝头拉伸比过低（小于3）时，刚性大分子沿纤维轴向的取向程度很低，所得纤维的使用价值不大。,14,PPTA初生纤维进行干燥或在惰性气体
6、氛围下热处理，可以制成满足不同要求的纤维。 温度高，强度低、模量高。 温度低，强度高、模量低。强度/cn/tex 模量 断裂伸长率 K29 203 4900 3.6 K49 208 7800 2.4 K149 168 11500 1.3,（二）结构与性能1、结构 分子链刚性强，链的缠结少，可以获得较高取向度和结晶度。分子链长度大，力学性能提高有皮芯结构属于单斜晶系。晶胞参数：a=0.78nm b=0.519nmc=1.29nm =90.Z=2 c1.50g/cm3,（二）结构与性能（实际强度只相当于理论强度的10%左右，如何进一步提高强度仍是当前PPTA纤维研究中的重要课题。） PPTA的结构
7、模型：存在由伸直分子链聚集而成的原纤。纤维横截面存在皮芯结构上的差异。纤维中原纤之间存在微孔。沿纤维轴向存在周期长度约150250nm、与结晶C轴010夹角的褶裥结构。晶胞b轴沿纤维经向选择性取向。,2、性能：（1）热稳定性:Tg=345,高温下不熔不收缩。160 热空气中处理400小时，强度基本不变。500 以上，炭化速度明显加快。氮气环境下的热分解和碳化温度高5060度。极限氧指数2529。具有自熄性。,（2）化学稳定性：不溶于有机溶剂、盐类溶液，有很好的耐化学药品性能。但耐酸、碱性较差。特别是对强酸的抵抗力弱。 抗紫外线能力差，不宜直接暴露在日光下使用。,3、力学性能：抗反复拉伸能力强，
8、尺寸稳定性好，是有机纤维中最好的。弯曲疲劳性能较差。,4、其他：外观呈黄色，染色困难，用原液染色的方法可以获得绿色、深蓝、黑等颜色。密度1.44。与橡胶的粘结能力介于脂肪族聚酰胺和聚酯纤维之间。回潮率：3.94.5%,（三）应用1、复合材料：飞机和集装箱织物（质量轻）压力容器（强力高）造船（模量高）运动器材（冲击强力高）塑料添加剂土木工程,（三）应用2、防护服装：防弹服饰耐热工作服（耐热性）消防毯（阻燃性）阻燃纺织品防割手套（耐割破性）防割座椅面料,（三）应用3、轮胎：卡车和飞机轮胎（密度低）高速轮胎摩托车轮胎（强度高）自行车轮胎（尺寸稳定性）（收缩率低）（耐刺破性）,（三）应用4、机械橡胶制
9、品：输送带（强力高）传送带（模量高）汽车用软管（尺寸稳定）液压系统软管（耐热）近海软管（耐化学性）临时管缆,随着欧美地区开展禁止使用石棉的环境保护运动，芳纶浆粕纤维得到了迅速的发展，它在橡胶制品领域中也得到了广泛的应用，如在胶管、动力传送带、运输带、胶鞋鞋底等方面。与此同时，芳纶浆粕纤维在橡胶制品中的分散技术也得到发展。 芳纶浆粕是对芳纶纤维进行表面原纤化处理之后便得到的，其独特的表面结构极大地提高了混合物的抓附力，因此非常适合作为一种增强纤维应用于摩擦及密封产品中。 事实证明，通常只需添加少于10%的浆粕，得到产品的强度相当于50-60%石棉纤维增强的产品。用于增强摩擦、密封材料等制成品，可
10、作为石棉的替代品用于摩擦密封材料，高性能耐热绝缘纸以及增强复合材料。,芳纶纤维是重要的国防军工材料，为了适应现代战争的需要，目前，美、英等发达国家的防弹衣均为芳纶材质，芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有效提高了军队的快速反应能力和杀伤力。在海湾战争中，美、法飞机大量使用了芳纶复合材料。除了军事上的应用外，现已作为一种高技术含量的纤维材料被广泛应用于航天航空、机电、建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个方面。在航空、航天方面，芳纶由于质量轻而强度高，节省了大量的动力燃料，据国外资料显示，在宇宙飞船的发射过程中，每减轻1公斤的重量，意味着降低100万美元的成本。除此之外，科技的迅猛发展正在为芳纶开辟着更多
11、新的民用空间。据报道，目前，芳纶产品用于防弹衣、头盔等约占78%，航空航天材料、体育用材料大约占40%；轮胎骨架材料、传送带材料等方面大约占20%左右，还有高强绳索等方面大约占 13%。轮胎业也开始大量使用芳纶帘线来减轻重量，减少滚动阻力,（PPTA）自20世纪60年代由美国杜邦（DuPont）公司成功地开发出芳纶纤维并率先产业化后，在30多年的时间里，芳纶纤维走过了由军用战略物资向民用物资过渡的历程，价格也降低了将近一半。现在国外芳纶无论是研发水平还是规模化生产都日趋成熟。美国的杜邦是芳纶开发的先驱，他们无论在新产品的研发、生产规摸上，还是在市场占有率上都是世界一流水平，仅他们生产的Kevl
12、ar纤维，目前就有Kevlar一49、Kevlar29等十多个牌号，每个牌号又有数十种规格的产品。杜邦公司在去年宣布将扩大Kevlar纤维的生产能力，该扩建项目预计在今年年底完工。帝人、赫斯特等芳纶生产的知名企业也不甘示弱，纷纷扩产或联合，并积极开拓市场，希望成为这个朝阳产业的生力军。,德国Acordis公司近期开发出高性能超细对位芳纶 (Twaron)产品，它既不燃，也不会熔融，还有很高强度和极大杭切割能力，主要可用于生产涂层及非涂层织物、针织产品和针剌毡等既耐高温又抗切割的各种纺织服装装备。Twaron超细长丝的细度仅为职业安全服常用对位芳纶的60%，用它织造手套其抗切割能力提高l0%，用
13、它生产梭织物和针织产品，其手感更柔和，使用更舒适。Twaron防切割手套主要用于汽车制造业、玻璃工业及金属零部件生产厂，还能为森林工业生产护腿用品，为公共运输行业提供防破坏装备等。利用Twaron的阻燃耐热性，可为消防队提供防护套装和毡毯等装备，以及为铸造，炉窑、玻璃厂等高温作业部门提供耐热防火服，以及生产飞机座阻燃防火包覆材料。用这一高性能纤维还能创造汽车轮胎、冷却软管、V型皮带等机件、光学纤维电缆和防弹背心等防护装备，还能代替石棉做摩擦材料和密封材料等。,据有关部门统计，芳纶纤维世界总需求量在2001年为36万吨/年，而在2005年达到50万吨/年。全球对芳纶的需求呈现不断增长的态势，芳纶
14、作为一种新兴的高性能纤维进入了飞速发展的时期。 与海外芳纶纤维产业的红红火火相比，芳纶的国产化才刚刚起步。由于芳纶纤维在我国的发展起步较晚，国外公司对核心技术的封锁垄断等原因，目前我国芳纶纤维的技术水平、产品档次及生产能力都与国外发达国家存在着一定的差距。据悉，近几年，我国电子、建筑、轮胎工业迅速发展，使得我国芳纶用量迅猛增长。造成我国芳纶国产化如此艰难的原因主要有两点：一是生产的技术瓶颈难以突破；二是大部分原料需要进口，特别是国产的溶剂不能过关。市场还远远没有饱和，值得去关注、去开发。,三大高性能纤维中，芳纶的产量和需求量是最大的，回顾1995年世界对位芳纶的产量约4.2万吨，2004-20
15、05年期间年对位芳纶世界总产量约5.5万吨。对位芳纶的生产商主要是Dupont公司和Teijin公司两家，其产量分别约占世界对位芳纶总产量的55%和45%，其它国家或公司仅有少量生产。据报道，近年来世界对位芳纶需求年增长率为10以上。为此，Dupont公司计划在未来几年内把现有Kevlar的产能提高50；Teijin公司则从2000年收购Twaron业务以来进行了三次大规模扩产，近期产能计划达到23000吨。 我国进行现代化建设也迫切需要发展高性能芳纶，目前年用量在3000吨以上。上世纪80年代起，我国开始进行对位芳纶的研制工作，先后多家单位开发过芳纶、芳纶、芳纶（类似俄罗斯芳纶），但一直处于
16、小试和中试阶段，尚未实现产业化。目前，国内多家单位正在实现对位芳纶产业化。,国际市场上开发的对位芳纶新产品： 为了适应客户的需求，除标准型的芳纶外，芳纶生产商不断开发出新的产品。 1.Teijin公司 Teijin公司开发了分别专用于胶管和输送带增强的芳纶丝束Twaron1014和Twaron1015，与标准型号Twaron1008相比，除了力学性能更适用于胶管和输送带的要求外，这两种产品还经过活化处理，应用时只需一步浸胶即可与橡胶基体粘合良好。Twaron2100是专为传动带开发的芳纶丝束，与标准型Twaron1008相比，它有相当低的模量，改善了的耐弯曲和耐压缩疲劳性能，动态性能出色。Tw
17、aron2300则专为动力胶管和高性能传动带开发，特点是同时具有高勾结强度和拉伸强度。开发了防弹专用的TwaronCT超细芳纶，显著提高了防弹性能。为了开发耐切割手套，开发了超细、有色的芳纶短纤。,2.Dupont公司 Dupont公司开发了高强高模的芳纶丝束Kevlar49HS、用于橡胶工业的粘合活化芳纶长丝KevlarHa、警用防弹衣织物KevlarProtera的超细芳纶，其强度达到24.4cN/dtex。Aracon是Dupont公司开发的芳纶新产品，用金属在芳纶纤维表面镀层，具有消除静电、屏蔽辐射、传输电信号的功能，比金属线质轻、柔软。Korex?芳纶纸蜂窝芯材是Dupont公司开发
18、的对位芳纶新材料，用于轻质高强的结构部件。Dupont公司开发了KevlarM/B浓缩物和Kevlar浆粕增强弹性体，将芳纶浆粕或短纤维加工成橡胶预混产品，用于胶管胶带和轮胎中可以增强橡胶制品的耐磨耗性和耐撕裂性。,二、碳纤维 白炽灯丝工业化生产（19世纪末爱迪生）。实用价值的出现于上世纪50年代（一）碳纤维的类型原料：纤维素基、聚丙稀腈基、沥青基功能：结构用、活性炭、导电、耐燃、耐磨力学性能：高强型、高模型、通用型结构: 普通碳纤维（10002300度）、石墨纤维（2300度以上）,（二）制造方法纤维素基碳纤维：纤维素纤维（400 低温稳定化处理释放出H2O/CO/CO2）预制体碳化（100
19、01500惰性气体）碳纤维90%石墨化（短时间适当张力25003000 惰性气体 ）石墨纤维100%碳纤维素属于多糖类有机化合物，分子中含有大量的氢和氧原子。理论碳化率55%，实际碳化率1030%。 最早用于碳纤维原丝使用。,聚丙烯腈基碳纤维：聚丙烯腈原丝预氧化（张力防止收缩有利于取向。释放出NH3、H2O/HCN/CO2200300.颜色：白-黄-棕褐色-黑）予氧化丝（惰性气体8001500）碳纤维（含碳92%以上乱层石墨片状）（20003000密闭氩气或氦气。）石墨纤维（类似石墨的层状结晶结构）。 生产碳纤维的的聚丙烯腈纤维与普通腈纶纤维不同。共聚组分丙烯醛、甲基丙烯酸、羟乙基丙乙烯腈、甲
20、基乙基酮等的作用是为了促进预氧化和环化交联反应，分子量高910万。 分子结构发生变化。,沥青基碳纤维石油沥青（熔融过滤、一次热处理）预制沥青（二次热处理）中间相沥青（纺丝）沥青纤维（不熔化处理）不熔化沥青纤维碳化（10001500）碳纤维石墨化（25003000）石墨纤维。 不熔化处理：先在空气/O3、SO3、NO2等惰性气体中进行气相或者在HNO3、H2O2、HCL等氧化性水溶液中进行液相不熔化处理，使沥青分子间发生交联或缩合，熔点升高，具有热硬化性质。,（三）结构与性能石墨是典型的二维有序结构，层间碳原子以共价键连接，层与层之间通过范得华力结合。碳纤维不具备理想的石墨点阵结构，属于乱层石墨
21、点阵结构，石墨层片是基本的结构单元，若干层片组成微晶，微晶堆砌成直径数十nm，长度数百nm的原纤，原纤则构成单丝。,性能：1、化学性质：与碳十分相似，在室温下是惰性的，一般酸碱对碳纤维不起作用，有人在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH 溶液中，时间已过去20多年，它至今仍保持纤维形态。能被强氧化剂氧化。2、热学性质：当温度高于400时，在空气中会发生氧化反应，生成CO2和CO从纤维表面逸出。但在惰性气体下，耐热性十分突出，1500以上的高温，强度才开始降低。,3、力学性能：伸长极小（0.52），应力应变曲线为一直线，断裂过程在瞬间完成，不发生屈服。径向分子间作用力弱，抗压性能较差，轴向
22、抗压强度仅为抗张强度的1030，且不能结节。剪切强度很低。与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3 倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，杨氏模量是其2倍左右。抗蠕变性能优良。,碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的79倍，抗拉弹性模量为2300043000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了
23、碳纤维在工程的广阔应用前景，综观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优异性能，不少人预料，人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。,通用型碳纤维强度为1000MPa、模量为100GPa左右。 高性能型碳纤维又分为高强型（强度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）。强度大于4000MPa的又称为超高强型。 模量大于450GPa的称为超高模型。随着航天和航空工业的发展，还出现了高强高伸型碳纤维，其延伸率大于2。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纤维。,4、各向异性：径向的热膨胀系数比轴向高数十倍，而轴向导热系数约为径
24、向20倍。 5、粘结性能好。自润滑性能优良。,6、主要物理性能指标 品种多样，性能差异大。,（四）应用碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。,（四）应用 1. 航空航天领域：在航天主导产品(弹、箭、星、船)上得到了广泛应用。 如火箭发动机壳体、导弹的防热和头部材料、火箭发射筒、雷达天线、雷达罩、直升飞机螺旋桨、坦克部件、防弹材料、太空望远镜的测量桁架和天线、大型太空太阳能电池板、人造卫星天线支架、太阳能卫星发电站、宇宙空间站结构材料、鱼雷壳体、反坦克火箭炮发射筒，宿
25、营帐篷支架及通讯设备支架。,（四）应用2.体育器材：体育休闲用品(高尔夫球杆、渔具、网球拍、羽毛球拍、箭杆、自行车、赛艇等) 。用途很广泛,（四）应用 3.工业交通建筑领域：新兴市场有增强塑料、压力容器、建筑加固、风力发电、摩擦材料、钻井平台等； 新型建筑材料、汽车部件、刹车片、石油钻杆、弹簧板、传动轴、深海油田升降器结构材料、电动汽车飞轮转子、中空纤维分离膜、音响喇叭纸盆、高稳定性碳纤维增强橡胶同步皮带、高抗压轻型箱材、现代办公机器的零部件、碳纤维增强混凝土、离合器等等。,（四）应用4.医用：人工韧带和腱、人工骨和关节、牙床、头盖骨等。,（五）其他相关的纤维材料1.碳纳米管：极小的碳纤维，物
26、理性能及其优异，称为超级纤维。1991年获得，制造C60用的碳弧工艺得到的阴极沉积物时，发现直径在450nm分为，长度数微米的碳纤维。 纤维有界限鲜明的多重壁称为复壁碳纳米管，强度和硬度极高，具有导电性，用于场致静电子发射装置中的电子发射器。 1993年，通过将过渡金属催化剂引向碳弧，制成单壁碳纳米管，几乎是无限长的，1.5nm直径，将这些纤维聚集成绳，包含100根左右的单独的单壁碳纳米管，直径约100nm，达到1.2TPa的杨氏模量，是人类已知的最刚硬材料。,（五）其他相关的纤维材料2.多孔性碳纤维：密度：1.96（多孔性碳纤维）、2.25（多孔性石墨纤维）； 比表面积：2.58m2/g ，
27、2.52m2/g 用作补强用填充材料和层间化合物的主材料。 将直径为0.8微米，长宽比为46的气相成长碳纤维，加热至1000度，并供入水蒸汽浓度80%的氮水混合气，可制得多孔碳纤维，若在氩气中2900度再处理30min，可制得多孔石墨纤维。,（五）其他相关的纤维材料3.高导热碳纤维 导热性极强的碳纤维，以沥青基和气相成长碳纤维为主，其导热性为铜的1.5-3倍和5倍，可以通过它高效地释放出所需要排出的热量。 一般加入到树脂金属或陶瓷等基体中，作为复合材料的骨架材料。是制造飞船、火箭、导弹、高速飞机、大型客机的组成原料。在原子能、机电、化学、冶金、运输等工业部门以及音响和体育用品（网球拍、冰球拍、
28、高尔夫、滑雪板、赛艇、帆船）等方面也有广泛用途。,（六）发展现状 世界碳纤维的消费结构集中在工业应用、航天航空和体育休闲三个方面，目前工业应用约占总消费量的58%；航空航天方面应用约占23%，体育运动器材应用约占19%。 发达国家成熟产业，行业集中度高。世界碳纤维的生产主要集中在日本、英国、美国、法国、韩国等少数发达国家和我国的台湾省，主要生产商为日本的东丽、东邦人造丝、三菱人造丝三大集团和美国的卓尔泰克、阿克苏、阿尔迪拉和德国的SGL公司等。日本的三家企业就占据了世界78%左右的产量。 随着近年来我国对碳纤维的需求量日益增长，碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持的新产品，成为国内新材料行业研发
29、的热点。据不完全统计，目前拟建和在建的碳纤维生产企业有11家，合计生产能力为原丝7100吨年、碳纤维1560吨年，其中在建企业为4家，合计生产能力为原丝1100吨年、碳纤维470吨年。 我国碳纤维产业基本依赖进口。我国碳纤维的生产尚处于起步阶段，国内碳纤维生产能力仅占世界高性能碳纤维总产量的0.4%左右，09年自给率提高到达到16%以上，仍主要依赖进口，无论是质量和规模与国外相比差距都很大。 有专家统计，现在中国的碳纤维复合材料需求量很大，数字大约是10000吨，而产能只有40005000吨。,三、高分子量聚乙烯纤维-(CH2-CH2)n-（一）制备方法1、纤维状结晶生长法：0.40.6的稀薄
30、溶液，置于两个同心圆筒构成的结晶化容器中，使溶液发生泊肃叶流动，形成串晶结构。,2、单晶片超拉伸法0.050.2的稀薄溶液，缓慢冷却或等温结晶化得到聚乙烯单晶，进行200倍以上的超拉伸。,3、冻胶纺丝超拉伸法半稀薄溶液，纺丝后形成冻胶原丝，溶剂经萃取干燥后进行30倍以上的热拉伸。,（二）、性能密度小，0.97。强度高、伸长大，抗冲击性能好，勾结强度和结节强度高。抗紫外线能力强，日光下1000小时，强度保持率70以上。对酸碱和多种有机溶剂均具有较强的抗腐蚀能力。防水能力强。,耐热性能差，热膨胀系数大 界面粘合性能差。 容易蠕变。,（三）、用途绳索、降落伞滑雪板、高尔夫球杆赛艇防弹衣50以下使用,
31、四、DB纤维全芳香族聚酯纤维 商品名称：高强度TLCP纤维，熔体纺丝获得。Vectran纤维。结构式： 热致变液晶聚合物。 由-羟基苯甲酸与6-羟基-2-萘甲酸的乙酰化作用聚合物制成。,制造：传统的聚酯挤出法，由熔体纺丝制成。卷绕速度低，由于纤维表面的原纤化性质，为了易于加工，有必要用油剂或水的某种形式起润滑作用。纺丝后产品的典型物理性能是0.9N/tex（10gf/den），伸长率2%，初始模量40 N/tex（425gf/den），占TLCP纤维的很少一部分。,在惰性气体中进行热处理后，可以获得强度22.5N/tex（2328gf/dtex).在热处理之前需要仔细将水去除，以便维持所需的惰
32、性氛围，TLCP生产中不存在明显的环境问题。,性能： 单丝 0.55dtex，复丝 56416.7dtex。 直径 23微米 密度 1.4 回潮率 小于1% 强度 2.02.5N/tex（2328gf/den）,2.853.47GPa。 伸长率 大于3.3%。 初始模量 46.361.7N/tex（525700gf/den）,6587GPa。,性能： 熔点 330C， 沸水伸缩率 小于0.5% 干热伸缩率 小于0.5% LOI=30 最高模量：8090N/tex，但拉伸强度和挠曲疲劳性降低。,耐磨损性能高：干态平均循环次数16672（芳纶718），湿态21924（芳纶258） 弯曲性能优良：折
33、叠辊压后的强力损失仅0.8%（芳纶22%） 抗蠕变性能优良：室温，低于50%断裂强力下，不显示蠕变。80C，4天后，蠕变0.8%，小于芳纶（1.2%）和聚乙烯（2.5%） 耐热性：-196195C，300C下8h，强度不损失。,耐割破性：5cm直径刀片，割破受张力的针织物所必需的负荷：TLCP 3.4，芳纶1.1，聚乙烯1.0. 耐化学性：稳定，90%浓硫酸，30%氢氧化钠均稳定。 粘结性：非常好 抗紫外辐射：差，长时间暴露，必须适当保护。,应用： 绳索和缆线（快艇绳索、拖曳系统、控制缆线、捕鱼器具） 防护材料（手套） 产业用织物（帆布、可充气结构，1997年火星喷气推进实验室探路者用的着陆气
34、袋） 运动器材（弓、弦、曲棍球棒、自行车叉、网球拍弦） 医疗器械（导管、控制线缆，耐磨、无需灭菌） 纸张/非织造布（绝缘纸张、扩音器。介电性、减震，低吸湿，撕裂强度，用于电动机和印刷线路板。）,五、PBO纤维聚苯并双恶唑纤维聚对苯撑苯并二恶唑 DABDO（4,6-二胺-1,3-苯二酚二氢氯化合物）+TA（对苯二甲酸）,可以在多磷酸（PPA）中制成溶液，通过干喷湿法纺丝技术纺丝制成。 液晶相聚合物溶液在加热和压力下挤出，通过空气间隙进入凝固浴（一般为室温水），经洗涤-干燥-最终热处理。 热处理一般500700C范围有张力存在下，进行几秒钟到几分钟，并用氮气保护。,性能： 最突出的优点是强度、模量
35、和耐热性。单丝纤度：1.65dtex 强度：5.06.4GPa（为芳纶的2倍） 模量：163326GPa 伸长率：2.04.0% 密度：1.56 回潮率：0.6 LOI值：68（在火焰中不燃烧不收缩） 分解温度：650670（比芳纶高100C） 介电常数：3,化学稳定性极好，几乎对所有的油剂和碱都是稳定的，对氧化剂的耐受性也很好。 但耐酸性和耐光性差。非常好的抗蠕变性能，耐磨损性能。耐压强度差（0.2GPa）,在压缩时不出现灾难性的破坏。,运动设备-快艇外壳、网球拍、滑雪板 高保真扩音筒（良好的介电性能） 阻燃工作服-耐热性（专业消防队员） 航天器、飞机、宇宙空间结构材料 特种传送带、耐热难燃
36、衬垫和保护层、耐热毡（放置待冷却成型的玻璃制品）,21世纪超级纤维PBO PBO是聚对苯并双口恶唑纤维(Poly-p-phenyl ene benzobisthiazole)简称,是20世纪80年代美国为发展航天航空事业而开发的复合材料,是含有杂环芳香族的聚先胺家族中最有发展前途的一员,被誉为21世纪超级纤维,其商品名为柴隆(Zylon),现已正式上市,正在开发单纤维复合材料的用途. PBO是由美国空军空气动力学开发研究人员发明的,首先由美国斯坦福(Stamford)大学研究所(SRI)拥有聚苯并唑的基本专利,道(DOW)化学公司得其全世界实施权进行工业化开发.1990年由道一巴迪许化纤公司购
37、买了PBO纤维.1994年,日本东洋纺公司得到道一巴迪许化纤公司特许,出巨资30亿日元建成了400吨/年PBO单体和180吨/年纺丝生产线,并于1995年春开始投入部分机械化生产,2000年的生产能力将达到380吨/年,2003年达500吨/年,2008年达到1000吨/年.,PBO纤维的优异性能决定了它的应用领域十分广阔: (1) 长丝的应用,可用于轮胎、胶带(运输带)、胶管等橡胶制品的补强材料,各种塑料和混凝土等的补强材料;弹道导弹和复合材料的增强组分;纤维缆的受拉件和光缆的保护膜;电热线、耳机线等各种软线的增强纤维;绳和缆绳等高拉力材料;高温过滤用耐热过滤材料;导弹和子弹的防护设备,防弹
38、背心、防弹头盔和高性能航行服;网球、快艇、赛艇等体育器材;高频扩音器振动板、新型通讯用材料;航空航天用材料等. (2) 短切纤和和浆粕的应用,可用于摩擦材料和密封垫片用补强纤维;各类原脂、塑料的增强材料等. (3) 纱线的应用,可用于消防服;炉前工作服、焊接工作服等处理熔融金工场用的耐热工作服;防切伤的保护、安全手套和安全鞋;赛车服、骑手服;各种运动服和活动性运动装备;Carrace飞行员服;防割破装备等. (4) 短纤维的应用,主要用于铝材挤压加工等用的耐热缓冲垫毡;高温过滤,耐热过滤材料;热防护皮带等.,超级纤维PBO打破国外技术封锁 有超级纤维之称的聚对苯撑苯并双恶唑纤维（PBO）在航空
39、航天、军工国防以及民用领域具有重要应用价值和广阔前景，长期以来国外公司对其关键中间体4，6二氨基间苯二酚（DAR）一直实行垄断和禁售。2月8日从大连化工研究设计院传来的消息令人振奋，该院开发成功DAR合成新工艺，一举打破了长期以来的国外公司技术封锁，而且该技术原料易得，工艺简单，收率高，污染小，成本低。 目前世界上只有日本具有DAR的工业生产能力，但同样存在原料有限、价格高、硝化过程废酸处理难、三废处理易产生剧毒物质等问题，目前日本许多大公司都在寻找取代其现行工艺路线的工业化方法。国内有些科研院所采用间苯二酚的合成路线，但收率低、成本高，且硝化过程同样存在大量的废液处理问题。 与现有工艺相比，
40、大连化工研究院自主研发的全新DAR合成工艺路线则具有明显优点：原料易得、工艺简单、收率高、污染小、产品纯度高，所使用的原料可回收循环利用，既降低了成本，又保护了环境。这一具有国际先进水平的技术目前已经得到国家科技部的立项支持。该技术既填补了我国在该中间体方面的空白，也为研制高性能的PBO制品提供了原料保障。,六、芳香族俄罗斯纤维（KEP）20世纪70年代原苏联开始寻求高强度和高模量纤维。TerlonPPTA共聚物纤维 SVM芳香族杂环聚酰胺纤维 Armos芳香族杂环共聚酰胺纤维,机械性能种类 密度 模量 强度 伸长率 含水率GPa GPaArmos 1.451.46 140160 4.55.5 3.54 33.5 SVM 1.451.46 135150 44.5 33.5 3.54.5 Terlon 1.451.47 130160 2.53.5 2.53 23,耐火和耐热特性项目 Armos SVM Terlon 点燃温度 150500 500600 500600 自然温度 500600 550650 550650 限氧指数 2730 4143 3942 玻璃化温度 345360 270280 220240 运行温度 200250 250270 250270 破坏温度 450550 450550 450550,三种纤维均具有高玻璃化温度，高耐热和热氧化性。,
