芳纶纤维增强的复合材料

时间：2017-08-08 作者：91再生 来源：91再生网

　　3应用拓展

　　芳纶纤维一经问世便深受亲睐。用芳纶纤维增强的复合材料具有耐腐蚀、耐疲劳、抗冲击、隔热等优异性能，在许多领域尤其在航空航天领域得到了广泛应用。

 

　　由于芳纶具有优良的性能，故该纤维及其制品应用相当广泛，从军事到民用应有尽有。1972年美国杜邦公司首先推出高性能材料PPTA纤维，分子结构上的酰胺基团被芳环分离且与苯环形成Ⅱ共轭效应，内旋位能相当高，分子链节呈平面刚性伸直链。使其具有极高的拉伸强度(仅次于玻璃纤维、石墨纤维和PBI纤维)和优异的耐热性和韧性，同时它还有良好的耐强碱性、耐有机溶剂和耐漂白剂性能以及抗虫蛀和霉变，因此，尽管开发芳纶的初衷是用于航天，但它现已广泛用于消费纺织品和产业用纺织品，芳纶的产品规格也走向多样化、差别化。

　　3．1造纸业

　　芳纶浆粕纤维是芳纶的一个差别化品种，化学结构与芳纶相同，因此它保留了芳纶的绝大部分的优异性能，如：耐热性、耐磨性、尺寸稳定等性能，但由于其成型工艺独特性又使其具有一些区别于芳纶长纤维的特性。芳纶浆粕的密度为1．41～1．42g／cm，比芳纶略小，表面呈毛绒状微纤丛生，毛羽丰富，其表面积是纤维的十倍以上。表面氨基含量也是纤维的十倍以上，从而使其与酰胺类的复合树脂有很好的亲和性，也能在浆粕的界面与某些树脂形成氢键，可以增强复合效果。芳纶不会对生产者和用户造成值得注意的健康危害，芳纶浆粕纤维因兼有优异的湿加工性能和增强性能而被广泛用于工业造纸。

　　浆粕在水中很易分散抄纸，且浆粕原纤的长径比提供了芳纶浆粕强度，除了能够改进弹性基体的拉伸强度、模量以及抗蠕变等性能外，由于热膨胀系数小、质轻、电性能优而适合做高级绝缘用纸及需尺寸稳定性极高的印刷集成电路板，芳纶浆粕的轻量化高密度元件，可用于卫星通信线路、高速传递回路等电子产品。

　　3．2橡胶制品

　　通过芳纶浆粕与橡胶复合，可以将橡胶的弹性与PPTA纤维的强度、刚性有机地结合起来，得到一种新的、非常有用的工程材料，与长纤维增强材料相比，既可用于制造形状和结构复杂的工程部件，又可采用现在橡胶工业上广泛应用的挤出和传递模压工艺，无需对现有的橡胶加工设备做重大改动，从而可以大大简化橡胶制品生产工艺，提高生产的自动化和连续化，降低产品成本。其在橡胶制品中的应用主要有以下几方面。

　　制造橡胶软管。芳纶浆粕纤维橡胶复合物可以直接挤出成型，制成各中、低压管，从而大大简化生产工艺，降低产品成本，即使用于高压胶管中，也可降低编织层数和编织密度，很有经济意义。

　　制造动力传送带、运输带和坦克履带。可用芳纶帘子线提供其主要的抗张强度，高模量的芳纶浆粕纤维则赋予垂直于帘子线方向的刚性，提高其纵向柔性，改善皮带与带轮之间的摩擦性能。

　　制造各种密封件。芳纶浆粕的加入，能显著改善橡胶基质的尺寸稳定性、耐温、耐压和抗蠕变性能，从而提高密封件的密封性能，延长其使用寿命。

　　制造轮胎、自行车胎。可大大改善越野车胎的抗撕裂性、降低裂纹扩散速率和疲劳生热量。提高耐磨性，延长使用寿命。可用作导弹和火箭的耐烧蚀性绝缘材料。由于芳纶具有不熔、高温下碳化的性能，少量芳纶浆粕纤维的存在即可提高橡胶基质的烧蚀性能。

　　制造各种胶辊，可以保持胶辊的尺寸稳定性。