【doc】中空三维卷曲涤纶短纤生产工艺与产品用途的比较和,生产,工艺,doc,生产工艺.. 扫扫二维码，随身浏览文档 手机或平板扫扫即可继续访问 【doc】中空三维卷曲涤纶短纤生产工艺与产品用途的比较 举报该文档为侵权文档。 举报该文档含有违规或不良信息。 反馈该文档无法正常浏览。 举报该文档为重复文档。 推荐理由： 将文档分享至： 分享完整地址 文档地址： 粘贴到BBS或博客 flash地址： 支持嵌入FLASH地址的网站使用 html代码： &embed src='/DocinViewer-4.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed& 450px*300px480px*400px650px*490px 支持嵌入HTML代码的网站使用 您的内容已经提交成功 您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！ 3秒自动关闭窗口 上传我的文档  下载  收藏 该文档贡献者很忙，什么也没留下。  下载此文档 正在努力加载中... 第六章 合成纤维 下载积分：840 内容提示：精心收集的各类精品文档，值得下载： 第六章 合成纤维 文档格式：PDF| 浏览次数：9| 上传日期： 12:17:17| 文档星级： 该用户还上传了这些文档 第六章 合成纤维.PDF 官方公共微信内部 资料?高技术纤维纤维新材料 管理部高强力高模量纤维? 定义：一般把强度高于3GPa或内部 资料20g/D纤维称为高强力纤维． ? 一般模量要在200GPa以上。? PaKPa MPa GPa TPa
纤维新材料 管理部内部 资料? ? ? ??? ? ??强度 碳纤维（ＨＴ） ２６g/D 4.6GPa 碳纤维（ＨＭ） １３g/D 2.1GPa 芳族纤维（ＨＴ）２５ g/D 3.2GPa 芳族纤维（ＨＭ）２３ g/D 3.0GPa 玻璃纤维 ２１ g/D 4.6GPa 氧化铝 ９ g/D 2.5GPa 碳化硅 １３ g/D 2.9GPa 硼纤维 １５ g/D 3.5GPa模量 1500 g/D 235GPa 2400 g/D 391GPa 520 g/D 66GPa 1000 g/D 127GPa 390 g/D 86GPa 870 g/D 246GPa 870 g/D 196GPa 1780 g/D 413GPa纤维新材料 管理部内部 资料? ? ? ? ?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 Ｃ－Ｃ键的结合力：６.１＊１０－４达因纤维新材料 管理部内部 资料聚合物PE NL6 PVA PPTA分子截面积(nm2)0.193 0.192 0.228 0.205极限强度(g/d) (GPa)372 316 236 235 32 32 27 30纤维强度(g/d)9.0 9.5 9.5 25.0PETPP PAN PVC0.2170.348 0.304 0.294232218 196 1692818 20 219.59.0 5.0 4.0纤维新材料 管理部内部 资料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。纤维新材料 管理部内部 资料一、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。纤维新材料 管理部内部 资料（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 树脂。8纤维新材料 管理部内部 资料? 纺丝：液晶纺丝 ? 溶于浓硫酸中，温度80―100℃。 ?? 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。?9纤维新材料 管理部内部 资料纺丝时，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80~100 ℃. 凝固浴：25%H2SO4水溶液，浴温10 ℃。10纤维新材料 管理部内部 资料纺丝速度：200m/min以上。 空气层高度：5－40mm。 喷丝孔直径：0.10－0.30mm.11纤维新材料 管理部内部 资料? 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。12纤维新材料 管理部内部 资料? 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。13纤维新材料 管理部? PPTA初生纤维进行干燥或在惰性气体 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。内部 资料? ? K29 ? K49 ? K149强度/cn/tex模量断裂伸长率203 208 1685003.6 2.4 1.314纤维新材料 管理部内部 资料（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=0.519nm c=1.29nm α=β=γ=90? . Z=2 Ρc＝1.50g/cm3纤维新材料 管理部内部 资料（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150~250nm、 与结晶C轴0~10°夹角的褶裥结构。晶胞b轴沿纤维经向选择性取向。纤维新材料 管理部内部 资料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 50~60度。 极限氧指数＝25－29。具有自熄性。纤维新材料 管理部内部 资料（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。纤维新材料 管理部内部 资料3、力学性能：抗反复拉伸能力强，尺 寸稳定性好，是有机纤维中最好的。 弯曲疲劳性能较差。纤维新材料 管理部内部 资料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：3.9~4.5%纤维新材料 管理部内部 资料（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 土木工程纤维新材料 管理部内部 资料（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） 防割座椅面料纤维新材料 管理部内部 资料（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）纤维新材料 管理部内部 资料（三）应用 4、机械橡胶制品： 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） 临时管缆纤维新材料 管理部内部 资料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。纤维新材料 管理部内部 资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7～8%，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 滚动阻力纤维新材料 管理部内部 资料（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 Kevlar纤维，目前就有Kevlar一49、Kevlar－29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。纤维新材料 管理部内部 资料德国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。纤维新材料 管理部内部 资料据有关部门统计，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。纤维新材料 管理部内部 资料三大高性能纤维中，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，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Ⅰ、芳纶 Ⅱ、芳纶Ⅲ（类似俄罗斯芳纶），但一直处于小试和中试 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。纤维新材料 管理部内部 资料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。Twaron2300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。纤维新材料 管理部内部 资料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Kevlar?Ha、警用防弹 衣织物Kevlar?Protera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。纤维新材料 管理部内部 资料二、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（度）、石墨纤维（2300度以上）纤维新材料 管理部内部 资料（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 H O/CO/CO ）－预制体―碳化（℃惰性气 体）―碳纤维90%―石墨化（短时间适当张力 ℃惰性 气体 ）―石墨纤维100%碳2 2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10――30%。最早用于碳纤维原丝使用。纤维新材料 管理部内部 资料聚丙烯腈基碳纤维：聚丙烯腈原丝―预氧化（张力防止收缩有利于取 向。释放出NH 、H O/HCN/CO 200－300℃.颜色：白-黄-棕褐色-黑）― 予氧化丝―（惰性气体800－1500℃）―碳纤维（含碳92%以上乱 层石墨片状）―（℃密闭氩气或氦气。）―石墨纤维（类 似石墨的层状结晶结构）。3 2 2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9~10万。 分子结构发生变化。纤维新材料 管理部内部 资料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（1000－ 1500℃）―碳纤维―石墨化（℃）―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。纤维新材料 管理部内部 资料（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。纤维新材料 管理部内部 资料性能： 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， 能被强氧化剂氧化。 2、热学性质：当温度高于400℃时，在年，它至今仍保持纤维形态。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。纤维新材料 管理部内部 资料3、力学性能：伸长极小（0.5－2％），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，轴向抗压强度仅为抗张强 度的10－30％，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。纤维新材料 管理部内部 资料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7~9倍，抗拉弹性模量为 Mpa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。纤维新材料 管理部内部 资料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。纤维新材料 管理部内部 资料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 向20倍。 5、粘结性能好。自润滑性能优良。纤维新材料 管理部内部 资料6、主要物理性能指标品种多样，性能差异大。S-230短纤 密度 强度 模量 断裂伸长 单丝直径 1.65 800 35 2.0 13-18 F-140长丝 1.95 .3 11 F-500长丝 2.11 .55 10 F-600长丝 2.15 .50 10比电阻热分解温度 碳含量1.6*10-3410 大于951*10-3540 大于985*10-4650 大于993*10-4710 大于99纤维新材料 管理部内部 资料（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。纤维新材料 管理部内部 资料1. 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，宿营帐篷支架及通讯设备支架。（四）应用 航空航天领域：在航天主导产品(弹、箭、纤维新材料 管理部内部 资料（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) 。 用途很广泛纤维新材料 管理部内部 资料（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。纤维新材料 管理部内部 资料（四）应用 4.医用：人工韧带和腱、人工骨和关 节、牙床、头盖骨等。纤维新材料 管理部内部 资料（五）其他相关的纤维材料1.碳纳米管：极小的碳纤维，物理性能及其优异， 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4―50nm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。纤维新材料 管理部内部 资料（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 ，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。纤维新材料 管理部内部 资料（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、高尔夫、滑雪板、赛艇、帆船）等方 面也有广泛用途。纤维新材料 管理部内部 资料（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 能只有吨。纤维新材料 管理部内部 资料三、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：0.4－ 0.6％的稀薄溶液，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。纤维新材料 管理部内部 资料2、单晶片――超拉伸法0.05－0.2％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。纤维新材料 管理部内部 资料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。纤维新材料 管理部内部 资料（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。纤维新材料 管理部内部 资料耐热性能差，热膨胀系数大 界面粘合性能差。 容易蠕变。纤维新材料 管理部内部 资料（三）、用途绳索、降落伞 滑雪板、高尔夫球杆 赛艇 防弹衣 50℃以下使用纤维新材料 管理部内部 资料四、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р -羟基苯甲酸与6-羟基-2-萘甲酸 的乙酰化作用聚合物制成。纤维新材料 管理部内部 资料制造：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。纤维新材料 管理部内部 资料在惰性气体中进行热处理后，可以获得强度 2~2.5N/tex（23~28gf/dtex).在热处理之前 需要仔细将水去除，以便维持所需的惰性氛 围，TLCP生产中不存在明显的环境问题。纤维新材料 管理部内部 资料性能： 单丝 0.55dtex，复丝 56~416.7dtex。 直径 23微米 密度 1.4 回潮率 小于1% 强度 2.0~2.5N/tex （23~28gf/den）,2.85―3.47GPa。 伸长率 大于3.3%。 初始模量 46.3~61.7N/tex （525~700gf/den）,65―87GPa。纤维新材料 管理部内部 资料性能： 熔点 330°C， 沸水伸缩率 小于0.5% 干热伸缩率 小于0.5% LOI=30 最高模量：80~90N/tex，但拉伸强度和挠曲 疲劳性降低。纤维新材料 管理部内部 资料耐磨损性能高：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。80°C，4天后，蠕变0.8%， 小于芳纶（1.2%）和聚乙烯（2.5%） 耐热性：-196~195°C，300°C下8h，强度 不损失。纤维新材料 管理部内部 资料耐割破性：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。纤维新材料 管理部内部 资料应用： 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 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/非织造布线路板。）（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袋）（绝缘纸张、扩音器。介电性、减震，低吸湿，撕裂强度，用于电动机和印刷纤维新材料 管理部内部 资料五、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）纤维新材料 管理部内部 资料可以在多磷酸（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500~700°C范围有张力存 在下，进行几秒钟到几分钟，并用氮气 保护。纤维新材料 管理部内部 资料性能： 最突出的优点是强度、模量和耐热性。单丝纤度：1.65dtex 强度：5.0~6.4GPa（为芳纶的2倍） 模量：163~326GPa 伸长率：2.0~4.0% 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：650~670（比芳纶高100°C） 介电常数：3纤维新材料 管理部内部 资料化学稳定性极好，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。纤维新材料 管理部内部 资料运动设备-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、耐热难燃衬垫和保护层、耐热 毡（放置待冷却成型的玻璃制品）纤维新材料 管理部内部 资料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.纤维新材料 管理部内部 资料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.纤维新材料 管理部内部 资料超级纤维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，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。纤维新材料 管理部内部 资料六、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。 Terlon――PPTA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纤维新材料 管理部内部 资料机械性能种类 密度 模量 GPa 强度 伸长率 含水率 GPa3~3.5 3.5~4.5 2~3Armos 1.45~1.46 140~160 4.5~5.5 3.5~4 SVM 1.45~1.46 135~150 4~4.5 3~3.5 Terlon 1.45~1.47 130~160 2.5~3.5 2.5~3纤维新材料 管理部内部 资料耐火和耐热特性项目Armos SVM Terlon点燃温度 自然温度 限氧指数 玻璃化温度 运行温度 破坏温度150~500 500~600 27~30 345~360 200~250 450~550500~600 550~650 41~43 270~280 250~270 450~550500~600 550~650 39~42 220~240 250~270 450~550纤维新材料 管理部内部 资料三种纤维均具有高玻璃化温度，高耐热和 热氧化性。纤维新材料 管理部 纤维新材料及应用-2高技术―是一个在线免费学习平台、通过收集整理大量专业知识，职业资料、考试资料,考试复习指导,试题资料等给大家分享;同时提供学习互动交流;更好的帮助大家学习。}