凯夫拉纤维

凯夫拉纤维报告人：伊学刚一、凯夫拉纤维的发展Kevlar纤维是自尼龙(Nylon)发明以来又一种重要的合成纤维，也称Kevlar或芳纶1414，是芳香族聚酰胺纤维。1965年，杜邦研制出Kevlar——聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，即芳纶1414，高强高模量纤维。二、Kevlar纤维的制造•芳香族聚酰胺是由酰胺键与两个芳环连接而成的线性聚合物。芳香族聚酰胺中最具代表性的首称聚对苯二甲酰对苯二胺(Poly—p—phenyleneterephthalamide)，简称PPTA。1.聚合物的准备：简称PPTA(固态)•高聚物溶液的特性：1）高聚物不溶于一般的溶剂，仅溶于强酸，如硫酸、氯酸、硝酸等。一般用硫酸2）高聚物溶液呈液晶高聚物的特点。体积分数12%，溶液呈各向同性；体积分数20%,高取向的液晶,各向异性3）聚合物体积分数18-22%，温度90℃处于可纺性良好的低粘度区（2）纺丝。•1.制备纺丝原液。将PPTA溶解于浓度为99%—100%的硫酸中，聚合物的质量分数为18%—22%，温度为90摄氏度。•2.纤维制造。将纺丝原液至于纺丝装置中，当纺丝原液通过喷丝孔时，在剪切应力和伸长流动下会产生一定的取向，因此可得到高强度、高模量的纤维制品。纺丝：采用干喷—湿法纺丝工艺•工艺过程：各向异性的PPTA溶液通过喷丝孔抽伸时，靠近细孔壁时产生剪切，当成形丝凝结时，将保持高取向分子结构，形成较高的洁净度和较高的取向结构。凝固浴的温度为0℃-5℃•中间空气层间隙可使高温纺丝喷丝头和低温凝固浴保持温差，同时在空气层中进行适宜的喷头拉伸，增加取向度•纺丝速度可达2000m/min三、凯夫拉纤维的性能1.物理性能：(1)有光，黄色.(2)密度：1.43-1.44g/cm3，为钢铁的五分之一。2.机械性能：1）强伸性能：比强度、比模量高,对温度不敏感。在同等重量的条件下,强度是钢丝的五倍。（2）抗延伸性(模量)比最常用的补强纤维—E玻璃纤维强三倍。3.热性能•具有良好的散热和绝热性能•在相同重量下，Kevlar纤维比玻璃纤维和石棉织物具有较好的热绝缘性•具有极好的热稳定性，500℃以上降解•抗燃性能好，不帮助燃烧，427℃炭化•尺寸稳定性好，具有非常低的热收缩4.化学性能：•氧化稳定性好，有极好的稳定性和很低的强度损失，在有氧环境下，长时间使用的最高温度为150度•有良好的耐碱性，耐酸性好于锦纶，具有良好的耐有机溶剂、漂白剂以及抗虫蛀和霉变，对橡胶有良好的粘附性，但耐日晒和抗紫外线能力差四、Kevlar纤维的应用1.产业用纺织品：•缆绳类：升降机吊索、快艇绳索•编织线绳类：耐热缝线、发热线•编织带类：耐热带、安全带、运输带•织物：篷布、耐热帆布、降落伞用布2.防护服：•防弹衣：防弹背心、防弹头盔•切割防护：安全手套、运动衣等•防腐蚀：工作防护服3.增强材料：•轮胎•运力带•胶管•复合材料