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常用高性能纖維分析
2020-03-21 21:39:42來源：kk001.cn
      高性能纖維是紡織品中纖維原料的佼佼者，本文將對常見的高性能纖維進(jìn)行分析，主要分析的纖維有：聚對苯二甲酰對苯二胺纖維、聚間苯二甲酰間苯二胺纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚苯硫醚纖維、碳纖維。

1. 聚對苯二甲酰對苯二胺纖維

      我國稱芳綸1414，美國商品名為凱夫拉（Kevlar），其分子式為：
 聚對苯二甲酰對苯二胺纖維
聚對苯二甲酰對苯二胺纖維
       纖維分子鏈呈直線型結(jié)構(gòu)，具有全對位的剛性苯環(huán)。該纖維具有超高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能，其強(qiáng)度是鋼絲的5~6倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的2~3倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量僅為鋼絲的1/5左右，在560℃的溫度下不分解、不融化。它具有良好的阻燃性、絕緣性和抗老化性能，具有很長的生命周期。它可用針刺法、水刺法、濕法等非織造布方法加工，制成復(fù)合材料的基材。這些基材可加工成航空航天結(jié)構(gòu)材料、零部件、耐高溫墊片、剎車片、橡膠增強(qiáng)材料等。

2. 聚間苯二甲酰間苯二胺纖維

       我國稱芳綸1313，美國商品名為諾梅克斯分子式為：
 聚間苯二甲酰間苯二胺纖維
聚間苯二甲酰間苯二胺纖維
 
       纖維的特性是耐熱性極好，在260℃高溫經(jīng)500h，仍能保持80%的強(qiáng)度。纖維具有持久的熱穩(wěn)定性，驕人的阻燃性，極佳的電絕緣性，優(yōu)良的機(jī)械特性，超強(qiáng)的耐輻射性，主要用 于宇航服、防火服、過濾材料（如高溫粉塵謎袋）、電器絕緣材料，也可用于生產(chǎn)復(fù)合材料的基材。

3. 超高分子量聚乙烯纖維

     聚乙烯所紡出的纖維，其所用的原料UHMW-PE 存在有大量無規(guī)線團(tuán)的非晶區(qū)和折疊鏈的晶體結(jié)構(gòu)。在超倍牽伸時，其大分子鏈的高度取向、結(jié)晶區(qū)及非晶區(qū)的大分子充分伸展，形成了高度結(jié)晶的伸直鏈超分子結(jié)構(gòu)。它的比強(qiáng)度是化纖中最高的，耐磨、耐沖擊、耐疲勞、抗切割性能也是現(xiàn)有高性能纖維中最強(qiáng)的。此外，它質(zhì)量輕，密度只有0.97g/cm；化學(xué)穩(wěn)定性好；紫外線性能優(yōu)良；應(yīng)用在安全、防護(hù)、航空、航天、車船制造、體育等領(lǐng)域。
聚乙烯
聚乙烯

4.聚苯硫醚纖維

       聚苯硫醚纖維（PPS）是分子鏈上帶有苯硫基的線型、高分子質(zhì)量、結(jié)晶性聚合物，經(jīng)熔融紡絲方法制得。國外商品名稱賴頓（Ryton）。其短纖維性能：強(qiáng)度2.65~3.08cN/dtex、伸長率25%~35%，熔點(diǎn)285℃，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和阻燃性，氧指數(shù)值34～35，200℃時強(qiáng)度保持率為60%，斷裂伸長無變化；耐化學(xué)性僅次于聚四氟乙烯（PTFE）纖維，能抵抗 酸、堿、氯 烙、灶 類、雨、醇、酯等化學(xué)品的侵蝕；有較好的紡織加工性能。因大分子中硫原子容易被氧化，所以PPS纖維對氧化劑比較敏感，耐光性也較差。
       由于聚苯硫酵纖維的優(yōu)異耐熱性、耐腐蝕性和阻燃性，因此具有廣泛的用途。例如，用于熱電廠的高溫袋式除塵、垃圾焚燒爐、水泥廠濾袋、電絕緣材料、阻燃材料、復(fù)合材料等。
       另外，其還可用作干燥機(jī)用的干燥帶、各種防護(hù)布、耐熱衣料、電絕緣材料、電解隔膜和摩擦片（剎車用）等。
聚苯硫醚纖維
聚苯硫醚纖維

5. 碳纖維

       碳纖維是含碳量在90% 以上的高強(qiáng)度、高模量纖維。含碳量在99%以上則稱石墨纖維。碳纖維是以聚丙烯睛、黏膠纖維或?yàn)r青纖維為原料，通過加熱除去碳以外的一切其他元素制得，以聚丙烯睛纖維原絲在200~300℃的條件下預(yù)氧化，再將其在1000~1500℃的條件中碳化處理，并在悄性氣體（氨、氮）的保護(hù)下制成碳纖維，其含碳量為90%~95%；碳纖維經(jīng)2000℃以上高溫處理可以制得石墨纖維，含碳量高達(dá)99%以上。
       碳纖維具有強(qiáng)度高、密度小、模量高、耐磨損、尺寸穩(wěn)定性好、耐熱性好、導(dǎo)電性好、耐化學(xué)性好一系列特性。
       碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用在航天、導(dǎo)彈和運(yùn)動器材上，可以顯著減輕重量，提高有效載荷，改善性能。逐步擴(kuò)大到民用工業(yè)，如汽車工業(yè)和運(yùn)動器材等方面。碳纖維難以用傳統(tǒng)紡織工藝加工，但適合非織造布加工，如在碳纖維制造時做成纖維網(wǎng)，然后用針刺、縫編或濕法加工成基布，再經(jīng)模壓、高溫處理后，可制成航空航天的耐高溫部件或其他輕質(zhì)高強(qiáng)高模的部件及運(yùn)動器械等。
碳纖維
碳纖維

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