芳綸複合材料

冷戰時期軍備競賽的產物

芳綸1313誕生於20世紀60年代末,是冷戰時期軍備競賽的產物,最初作為航天科技材料和重要的戰略物資而秘不示人,因而平添了許多神秘色彩。冷戰結束后,芳綸才作為高新技術的纖維材料開始用於民生領域,逐漸露出廬山真顏。

芳綸中最具實用價值的品種有兩個,一是間位芳綸,我國命之為芳綸1313;二是對位芳綸,我國命之為芳綸1414。兩者化學結構相似,但性能差異卻很大,應用領域各有不同。芳綸1313以其出色的耐高溫絕緣性,成為高品質功能性纖維的一種,而芳綸1414極好的力學性能使之在高性能纖維中佔據著重要核心地位。

目前,很多領域應用最多的是芳綸1313。這是一種柔軟潔白、纖細蓬鬆、富有光澤的纖維,外觀與普通化纖並無二致,卻集眾長於一身,擁有超乎尋常的“特異功能”。

介紹


持久的熱穩定性。芳綸1313最突出的特點就是耐高溫,可在220℃高溫下長期使用而不老化,其電氣性能與機械性能可保持10年之久,而且尺寸穩定性極佳,在250℃左右時,其熱收縮率僅為1%;短時間暴露於300℃高溫中也不會收縮、脆化、軟化或者熔融;在超過370℃的強溫下才開始分解;400℃左右才開始碳化––如此高的熱穩定性在目前有機耐溫纖維中是很少有的。
驕人的阻燃性。材料在空氣中燃燒所需氧氣體積的百分比叫做極限氧指數,極限氧指數越大,其阻燃性能就越好。通常空氣中氧氣含量為21%,而芳綸1313的極限氧指數大於29%,屬於難燃纖維,所以不會在空氣中燃燒,也不助燃,具有自熄性。這種源於本身分子結構的固有特性使芳綸1313永久阻燃,因此有“防火纖維”之美稱。
極佳的電絕緣性。芳綸1313介電常數很低,固有的介電強度使其在高溫、低溫、高濕條件下均能保持優良的電絕緣性,用其製備的絕緣紙耐擊穿電壓可達到10萬伏/mm,是全球公認的最佳絕緣材料。
傑出的化學穩定性。芳綸1313的化學結構異常穩定,可耐大多數高濃無機酸及其他化學品的腐蝕,抗水解和蒸汽腐蝕。
優良的機械特性。芳綸1313是柔性高分子材料,低剛度高伸長特性使之具備與普通纖維相同的可紡性,可用常規紡機加工成各種織物或無紡布,而且耐磨抗撕裂,適用範圍十分廣泛。
超強的耐輻射性。芳綸1313耐α、β、χ射線以及紫外光線輻射的性能十分優異。用50Kv的χ射線輻射100小時,其纖維強度仍保持原來的73%,而此時的滌綸錦綸則早已成了粉末。
獨特而穩定的化學結構賦予芳綸1313諸多優異性能,通過對這些特性加以綜合利用,一系列芳綸新產品被不斷地開發出來。它們在安全防護、高溫過濾、電氣絕緣、結構材料等領域的應用越來越廣,普及程度越來越高,已成為軍事、工業、科技等許多領域不可或缺的重要基礎材料。

應用


芳綸複合材料被譽為全球材料皇冠上的鑽石,位列三大高性能材料之一。其產業化進程對我國國防建設、主導型工業項目(如大型飛機、高速列車、造船、電力、電子信息、建材等)具有至關重要的影響。在軍工領域、芳綸複合材料大量應用於飛機、艦船潛艇坦克導彈雷達的高性能結構件和特種電子設備。在民用領域,主要用於航天、航空、高速列車及汽車的高性能結構件、軌道交通、核電、水電和電網工程中大型電機、變壓器高端絕緣材料,建築用高性能隔熱阻燃材料,高端電路板和印刷、醫用材料等。