芳纶1313简介

2017-02-24 16:16

 芳纶主要分为两种,“对位”芳酰胺纤维(PPTA)和“间位”芳酰胺纤维(PMIA)。


 杜邦的对位芳纶品牌名为KEVLAR,间位芳纶品牌名为NOMEX。


 日本人的对位芳纶名为TWARON, TECHNORA。间位芳纶名为CONEX。韩国的有Kolon以及Hyosung。我国有烟台(Tayho)和四川商业化的芳纶产品对位芳纶TAPARAN和间位芳纶TAMETAR。


 间位芳纶是一种开发早、应用广、产量大、发展快的耐高温纤维品种,其总量居特种纤维的第二位。全称:聚间苯二甲酰间苯二胺,英文缩写MPIA( poly-m-phenyleneisophthalamide),别称:芳纶1313。是一种柔软洁白、纤细蓬松、富有光泽的纤维,外观与普通化纤并无区别,却集众长于一身,拥有超乎寻常的特殊功能。


 芳纶1313最早由美国杜邦公司研制成功并实现工业化生产,产品注册为Nomex(诺美克斯)


 分子结构:聚间苯二甲酰间苯二胺是排列规整的锯齿型大分子,在熔融以前就已经分解,玻璃化温度Tg为270℃,在 350℃以下不会发生明显的分解和碳化。当温度超过400℃时,纤维逐渐发脆、炭化直至分解,但是不会产生熔滴;在火焰中不延燃,具有较好的阻燃性,极限氧指数LOI为29%—32%,性能极佳。


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  芳纶1313的显著特性:


  一是持久的热稳定性。芳纶1313最突出的特点就是耐高,可在220℃高下长期使用而不老化,其电气性能与机械性能可保持10年之久,而且尺寸稳定性极佳,在250℃左右的热收缩率仅为1%,短时间暴露于300℃高中也不会收缩、脆化、软化或者融熔,在超过370℃的强下才开始分解,400℃左右开始碳化——如此高的热稳定性在目前有机耐纤维中是绝无仅有的。   


  二是骄人的阻燃性。材料在空气中燃烧所需氧气体积的百分比叫做极限氧指数,极限氧指数越大,其阻燃性能就越好。通常空气中氧气含量为21%,而芳纶1313的极限氧指数大于28%,属于难燃纤维,所以不会在空气中燃烧,也不助燃,具有自熄性。这种源于本身分子结构的固有特性使芳纶1313永久阻燃,因此有“防火纤维”之美称。   


  三是极佳的电绝缘性。芳纶1313介电常数很低,固有的介电强度使其在高、低、高湿条件下均能保持优良的电绝缘性,用其制备的绝缘纸耐击穿电压可达到10万伏/mm2,是全球公认的最佳绝缘材料。  


  四是杰出的化学稳定性。芳纶1313的化学结构异常稳定,可耐大多高浓无机酸及其它化学品的腐蚀、抗水解作用和蒸汽腐蚀。   


  五是优良的机械特性。芳纶1313是柔性高分子材料,低刚度高伸长特性使之具备与普通纤维相同的可纺性,可用常规纺机加工成各种织物或无纺布,而且耐磨抗撕裂,适用范围十分广泛。   


  六是超强的耐辐射性。芳纶1313耐α、β、χ射线以及紫外光线辐射的性能十分优异。用50Kv的χ射线辐射100小时,其纤维强度仍保持原来的 73%,而此时的涤纶则早已成了粉末。


  独特而稳定的化学结构赋予芳纶1313诸多优异性能,通过对这些特性加以综合利用,一系列新产品不断地开发出来,在安全防护、高过滤、电气绝缘、结构材料等领域的应用越来越广,普及程度越来越高,已成为军事、产业、科技等许多领域不可或缺的重要基础材料。


  芳纶1313的形态及应用领域

  (1)工业用本白短纤。主要用于高温过滤、高温传送带、转移印花毯、汽车胶管等。


  (2)易染芳纶短纤。主要用于石油石化、电力燃气、钢铁炼焦、电气电焊等工业领域的防护服。


  (3)色丝。主要用于防消服、军警作训服以及要求较高的产业工人防护等。


  (4)长丝。主要用于赛车服、宇航服、轮胎帘子布、汽车胶管等。


  (5)短切纤维、沉析纤维。主要用来制作芳纶纸,可用于高温电机、变压器、电子电器、手机电池、笔记本电脑电池的绝缘等。还可进一步加工成蜂窝结构材料,用于飞机、高铁、游艇等。


  芳纶1313的改性


  某些功能团的引入,可改进复合材料的层间剪切强度。这一化学改性方法在芳纶1313纤维上的应用也正在展开。也可以采用等离子处理等物理方法来活化纤维表面,可以使纤维表面最大化,同时在表面形成一个活性层,以提高表面粗糙度。


  以火灾防护服为例,若将性能不同的两种芳酰胺纤维混合起来,就会产生意想不到的相乘效果。例如在间位芳酰胺中,仅混入5%的对位芳酰胺所制成的衣服,即使处于火焰中,布的强度和外观也不受损,更不会发生破裂。由此制成我们现代特种工作环境中所需要的阻燃服,以保护劳动者不受工作环境的危害或者将其环境危害降到最低点。


  因此,芳纶1313在特种防护服领域具有重要的作用。


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