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芳纶纤维

已有 233 次阅读2009-6-21 14:26 |

芳纶纤维全称为"聚对苯二甲酰对苯二胺",英文为Aramid fibe是一种新型高科技合成纤维,具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5~6倍 ,模量为钢丝或玻璃纤维的2~3倍,韧性是钢丝的2倍,而重量仅为钢丝的1/5左右,在560度的温度下 ,不分解,不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能,具有很长的生命周期。芳
纶的发现,被认为是材料界一个非常重要的历史进程。
  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。除的军事上的应用外,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,在字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%。
  芳纶主要分为两种,对位芳酰胺纤维(PPTA)和间位芳酰胺纤维(PMIA),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。在芳纶纤维生产领域,对位芳酰胺纤维发展最快,产能主要集中在日本和美国、欧洲。如美国杜邦的Kevlar纤维,荷兰阿克苏诺贝尔(Akzo Nobel)公司(已与帝人合并)的Twaron纤维,日本帝人公司的Technora纤维及俄罗斯的Terlon纤维等。间位芳酰胺纤维的品种有Nomex、Conex、Fenelon纤维等。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。
  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年将达到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。但正是因为它在国内是新生事物,市场还远远没有饱和,才值得我们去关注、去开发。目前我国芳纶生产的发展已提到了议事日程,芳纶被列入国家鼓励发展的高新技术产品目录之中,政府也将"芳纶纤维在工程轮胎、同步带中应用技术开发"列为我国"十五"橡胶工业重大研究和产业化课题。特别是在间位生产线芳酰胺的开发和生产方面,我国取得了一定程度的进步。
芳纶染色工艺

关于芳纶染色,大多数人都讳莫如深,各公司也把它当成核心机密。其实芳纶染色并不复杂,今天,我不惴浅薄,给想知道芳纶染色工艺的朋友说说大致的工艺。
现在绝大多数都采用载体染色法,染色工艺和涤纶差不多,都需要高温高压。染色方法的优劣主要在于芳纶染色载体的选择,选择载体的原则是:促染效果要好,用量要少,要无毒无气味。虽然很多载体都可以用来进行芳纶的染色加工,但绝大多数载体都是有毒和气味的。国内也有相当一部分厂家还采用国外70年代的技术,使用的载体毒性高,气味大,对人体和环境都有极大的危害,国外早就不用了。
环保芳纶载体国内外都相继开发成功,但国外的价格较高,而且染国产芳纶(烟台纽士达芳纶)的效果并不好。环保芳纶染色载体HPS-505的诞生成功解决了纽士达芳纶的染色问题,而且对Nomex/Conex/Kevlar/Twaron/Technora/芳砜纶都有极佳的促染效果,得色量高,色泽鲜艳,各项牢度均较好。现在我简单把染色工艺说一下(使用其他种类的载体染色工艺基本一样)。
芳纶纱线(织物)经前处理后50度加入载体HPS-505,运行10分钟,升温到70度,加入阳离子染料,运行10分钟,加入硝酸钠(氯化钠)运行10分钟,然后以1度/分升温到130度并保温60分钟,以1度/分降温到75度,对色,排液,清洗。

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