芳綸是芳香族聚酰胺制成的高性能纖維的總稱。
它是由美國杜邦公司于1965年開發(fā)的。由對苯二胺或間苯二胺與鄰苯二甲酸二胺縮聚而成。與尼龍(一種脂肪族聚酰胺,也稱為合成纖維)相比,它具有剛性的分子骨架,主鏈中含有芳香環(huán),因此具有較高的強(qiáng)度和彈性模量。1974年,芳綸被命名為通用名稱,以區(qū)別于尼龍。
芳綸纖維根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)分為對位型和間位型。前者具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、耐切割性和減振性能,而后者具有優(yōu)異的耐熱性、阻燃性和耐化學(xué)性。
芳綸的應(yīng)用
芳綸纖維具有對位型和間位型的各自特性,并用于利用這些特性的應(yīng)用中。
1.對位芳綸纖維
對位芳綸纖維應(yīng)用廣泛,從工業(yè)應(yīng)用到航空航天。工業(yè)應(yīng)用的例子包括光纖的受拉構(gòu)件和繩索。該應(yīng)用利用了其強(qiáng)度約為相同重量的鋼五倍的特性,但又具有抗伸長能力。
此外,由于其耐摩擦特性,它還用于需要承受長期磨損的輪胎和剎車片等應(yīng)用。此外,由于其耐切割性,它也被用作安全防護(hù)產(chǎn)品的纖維,例如工作手套和背心。另一方面,在航空航天領(lǐng)域,由于其耐熱性,也被用作降落傘的材料。
2、間位芳綸纖維
間位芳綸纖維與對位芳綸纖維的不同之處在于它們不具有*的強(qiáng)度。雖然它具有與通用聚酯相同的強(qiáng)度、比重和質(zhì)地,但它具有較高的氧指數(shù)(表明阻燃性能),并且在高達(dá) 400℃ 的溫度下不會熔化或分解。它用于需要耐熱性和阻燃性的應(yīng)用,例如消防服和飛機(jī)座椅。
芳綸特性
1.對位芳綸纖維
對位芳綸纖維的強(qiáng)度和高模量來自聚合物內(nèi)鍵的強(qiáng)度。由于對位體系為全反式,因此具有高度線性和平面性的分子骨架。
當(dāng)對位芳綸樹脂溶解在濃硫酸中并拉伸時,分子鏈?zhǔn)紫刃纬蓺滏I,然后形成鏈,形成平板。此外,板由于分子間力而粘合在一起,形成圓柱形纖維材料。這樣,通過形成特殊的分子鏈排列和高階結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出高強(qiáng)度、高彈性模量等多項(xiàng)性能。
2、間位芳綸纖維
間位芳綸纖維的分子呈鋸齒狀排列,因此氫鍵和分子間作用力比對位芳綸纖維弱,使其與聚酯或尼龍纖維一樣堅(jiān)固。另一方面,它具有相對柔性的結(jié)構(gòu),由于其密集的苯環(huán)在高溫下不易分解或著火,并且表現(xiàn)出良好的耐熱性。它還具有優(yōu)異的耐酸、堿化學(xué)性能。
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