芳綸纖維全稱(chēng)為"聚對苯二甲酰對苯二胺",英文為Aramid
fiber，是一種新型高科技合成纖維，具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能,其強度是鋼絲的 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?jì)H為鋼絲的1/5左右，在560度的溫度下，不分解，不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能，具有很長(cháng)的生命周期。芳綸的發(fā)現，被認為是材料界一個(gè)非常重要的歷史進(jìn)程。
芳綸纖維是重要的國防軍工材料，為了適應現代戰爭的需要，目前，美、英等發(fā)達國家的防彈衣均為芳綸材質(zhì)，芳綸防彈衣、頭盔的輕量化，有效提高了軍隊的快速反應能力和殺傷力。在海灣戰爭中，美、法飛機大量使用了芳綸復合材料。除了軍事上的應用外，現已作為一種高技術(shù)含量的纖維材料被廣泛應用于航天航空、機電、建筑、汽車(chē)、體育用品等國民經(jīng)濟的各個(gè)方面。在航空、航天方面，芳綸由于質(zhì)量輕而強度高，節省了大量的動(dòng)力燃料，據國外資料顯示，在宇宙飛船的發(fā)射過(guò)程中，每減輕1公斤的重量，意味著(zhù)降低100萬(wàn)美元的成本。除此之外，科技的迅猛發(fā)展正在為芳綸開(kāi)辟著(zhù)更多新的民用空間。據報道，目前，芳綸產(chǎn)品用于防彈衣、頭盔等約占7～8%，航空航天材料、體育用材料大約占40%；輪胎骨架材料、傳送帶材料等方面大約占20%左右，還有高強繩索等方面大約占
13%。
芳綸主要分為兩種，對位芳酰胺纖維（PPTA）和間位芳酰胺纖維（PMIA），自20世紀60年代由美國杜邦（DuPont）公司成功地開(kāi)發(fā)出芳綸纖維并率先產(chǎn)業(yè)化后，在30多年的時(shí)間里，芳綸纖維走過(guò)了由軍用戰略物資向民用物資過(guò)渡的歷程，價(jià)格也降低了將近一半�，F在國外芳綸無(wú)論是研發(fā)水平還是規�；a(chǎn)都日趨成熟。在芳綸纖維生產(chǎn)領(lǐng)域，對位芳酰胺纖維發(fā)展快，產(chǎn)能主要集中在日本和美國、歐洲。如美國杜邦的Kevlar纖維，荷蘭阿克蘇諾貝爾（Akzo
Nobel）公司（已與帝人合并）的Twaron纖維，日本帝人公司的Technora纖維及俄羅斯的Terlon纖維等。間位芳酰胺纖維的品種有
Nomex、Conex、Fenelon纖維等。美國的杜邦是芳綸開(kāi)發(fā)的先驅?zhuān)麄儫o(wú)論在新產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)規摸上，還是在市場(chǎng)占有率上都是較高水平，僅他們生產(chǎn)的Kevlar纖維，目前就有Kevlar一49、Kevlar－29等十多個(gè)牌號，每個(gè)牌號又有數十種規格的產(chǎn)品。杜邦公司在去年宣布將擴大Kevlar纖維的生產(chǎn)能力，該擴建項目預計在今年年底完工。帝人、赫斯特等芳綸生產(chǎn)的知名企業(yè)也不甘示弱，紛紛擴產(chǎn)或聯(lián)合，并積極開(kāi)拓市場(chǎng)，希望成為這個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)的生力軍。
德國Acordis公司近期開(kāi)發(fā)出高性能超細對位芳綸
(Twaron)產(chǎn)品，它既不燃，也不會(huì )熔融，還有很高強度和杭切割能力，主要可用于生產(chǎn)涂層及非涂層織物、針織產(chǎn)品和針剌氈等既耐高溫又抗切割的各種紡織服裝裝備。Twaron超細長(cháng)絲的細度僅為職業(yè)安全服常用對位芳綸的60%，用它織造手套·其抗切割能力提高l0%，用它生產(chǎn)梭織物和針織產(chǎn)品，其手感更柔和，使用更舒適。Twaron防切割手套主要用于汽車(chē)制造業(yè)、玻璃工業(yè)及金屬零部件生產(chǎn)廠(chǎng)，還能為森林工業(yè)生產(chǎn)護腿用品，為公共運輸行業(yè)提供防破壞裝備等。利用Twaron的阻燃耐熱性，可為消防隊提供防護套裝和氈毯等裝備，以及為鑄造，爐窯、玻璃廠(chǎng)等高溫作業(yè)部門(mén)提供耐熱防火服，以及生產(chǎn)飛機座阻燃防火包覆材料。用這一高性能纖維還能創(chuàng )造汽車(chē)輪胎、冷卻軟管、V型皮帶等機件、光學(xué)纖維電纜和防彈背心等防護裝備，還能代替石棉做摩擦材料和密封材料等。
據有關(guān)部門(mén)統計，芳綸纖維世界總需求量在2001年為36萬(wàn)噸/年，而在2005年將達到50萬(wàn)噸/年。全球對芳綸的需求呈現不斷增長(cháng)的態(tài)勢，芳綸作為一種新興的高性能纖維進(jìn)入了飛速發(fā)展的時(shí)期。
與海外芳綸纖維產(chǎn)業(yè)的紅紅火火相比，芳綸的國產(chǎn)化才剛剛起步。由于芳綸纖維在我國的發(fā)展起步較晚，國外公司對核心技術(shù)的封鎖壟斷等原因，目前我國芳綸纖維的技術(shù)水平、產(chǎn)品檔次及生產(chǎn)能力都與國外發(fā)達國家存在著(zhù)一定的差距。據悉，近幾年，我國電子、建筑、輪胎工業(yè)迅速發(fā)展，使得我國芳綸用量迅猛增長(cháng)。造成我國芳綸國產(chǎn)化如此艱難的原因主要有兩點(diǎn)：一是生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸難以突破；二是大部分原料需要進(jìn)口，特別是國產(chǎn)的溶劑不能過(guò)關(guān)。但正是因為它在國內是新生事物，市場(chǎng)還遠遠沒(méi)有飽和，才值得我們去關(guān)注、去開(kāi)發(fā)。目前我國芳綸生產(chǎn)的發(fā)展已提到了議事日程，芳綸被列入國家鼓勵發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)品目錄之中，政府也將"芳綸纖維在工程輪胎、同步帶中應用技術(shù)開(kāi)發(fā)"列為我國"十五"橡膠工業(yè)重大研究和產(chǎn)業(yè)化課題。特別是在間位生產(chǎn)線(xiàn)芳酰胺的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)方面，我國取得了一定程度的進(jìn)步。
防火纖維—芳綸1313
芳綸1313由美國杜邦公司研制成功，并于1967年實(shí)現了工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品注冊為Nomex®(諾美克斯)。這是一種柔軟潔白、纖細蓬松、富有光澤的纖維，外觀(guān)與普通化纖并無(wú)二致，卻集眾長(cháng)于一身?yè)碛谐鯇こ５摹疤禺惞δ堋保?br />
持久的熱穩定性。
芳綸1313突出的特點(diǎn)就是耐高溫性能好，可在220℃高溫下長(cháng)期使用而不老化，其電氣性能與機械性能的有效性可保持10年之久，而且尺寸穩定性較佳，在250℃左右的熱收縮率僅為1%，短時(shí)間暴露于300℃高溫中也不會(huì )收縮、脆化、軟化或者融熔，只在370℃以上的強溫下才開(kāi)始分解，400℃左右開(kāi)始碳化，如此高的熱穩定性在目前有機耐溫纖維中是絕無(wú)僅有的。
驕人的阻燃性。
我們知道，材料在空氣中燃燒所需氧氣體積的百分比叫做極限氧指數，極限氧指數越大，其阻燃性能就越好。通�？諝庵醒鯕夂繛�21%而芳綸1313的氧指數大于28%，屬于難燃纖維，所以不會(huì )在空氣中燃燒，也不助燃，有自熄性。這種源于本身分子結構的固有特性使芳綸1313永久阻燃，因此有“防火纖維”之美稱(chēng)。
較好的電絕緣性。
芳綸1313介電常數很低，固有的介電強度使其在高溫、低溫、高濕條件下均能保持優(yōu)良的電絕緣性，用其制備的絕緣紙耐擊穿電壓可達到10萬(wàn)伏/㎜，是全球公認的較佳絕緣材料。
杰出的化學(xué)穩定性。
芳綸1313是由酰胺鍵連接芳基所構成的線(xiàn)型大分子，其晶體中，氫鍵在兩個(gè)平面內排列成三維結構，這種較強的氫鍵作用使得其化學(xué)結構異常穩定，可耐大多高濃無(wú)機酸及其它化學(xué)品的腐蝕、抗水解作用和蒸汽腐蝕。
優(yōu)良的機械特性。
芳綸1313系柔性高分子材料，低剛度高伸長(cháng)特性使之具備與普通纖維相同的可紡性，可用常規紡機加工成各種織物或無(wú)紡布，而且耐磨抗撕裂，適用范圍十分廣泛。
較強的耐輻射性。
芳綸1313耐α、β、χ射線(xiàn)以及紫外光線(xiàn)輻射的性能十分優(yōu)異。用50Kv的χ射線(xiàn)輻射100小時(shí)，其纖維強度保持原來(lái)的73%，而此時(shí)的滌綸或錦綸早已成了粉末。獨特而穩定的化學(xué)結構賦予芳綸1313優(yōu)異的性能，通過(guò)對這些特性加以綜合利用，一系列新功能、新產(chǎn)品不斷地開(kāi)發(fā)出來(lái)，適用領(lǐng)域越來(lái)越廣，普及程度越來(lái)越高。
特種防護服。
芳綸1313織物遇火時(shí)不燃燒、不滴熔、不發(fā)煙，具有優(yōu)異的防火效果。尤其在突遇900-1500℃的高溫時(shí)，布面會(huì )迅速碳化及增厚，形成特有的絕熱屏障，保護穿著(zhù)者逃生。若加入少量抗靜電纖維或芳綸1414，可有效防止布料爆裂，避免雷弧、電弧、靜電、烈焰等危害。用芳綸1313有色纖維可制作飛行服、防化作戰服、消防戰斗服及爐前工作服、電焊工作服、均壓服、防輻射工作服、化學(xué)防護服、高壓屏蔽服等各種特殊防護服裝，用于航空、航天、軍服、消防、石化、電氣、燃氣、冶金、賽車(chē)等諸多領(lǐng)域。除此之外，在發(fā)達國家，芳綸織物還普遍用作賓館紡織品、救生通道、家用防火裝飾品、熨衣板覆面、廚房手套以及保護老人兒童的難燃睡衣等。
高溫過(guò)濾材料。
芳綸1313的耐高溫性、尺寸穩定性以及耐化學(xué)性，使其在高溫濾材領(lǐng)域占據主導地位。芳綸濾材廣泛用于化工廠(chǎng)、火電廠(chǎng)、碳黑廠(chǎng)、水泥廠(chǎng)、石灰廠(chǎng)、煉焦廠(chǎng)、冶煉廠(chǎng)、瀝青廠(chǎng)、噴漆廠(chǎng)以及電弧爐、油鍋爐、焚化爐的高溫煙道和熱空氣過(guò)濾，既能有效除塵，又能抵抗有害煙霧的化學(xué)侵蝕，同時(shí)有助于貴重金屬的回收。
蜂巢結構材料。
用芳綸1313結構材料紙可制作仿生型多層蜂巢結構板材，具有突出的強度/重量比和剛性/重量比（約為鋼材的9倍），其質(zhì)量輕、耐沖擊、抗燃絕緣、耐腐蝕耐老化以及良好的透電磁波性等特點(diǎn)，適于制作飛機、導彈及衛星上的寬頻透波材料和大剛性次受力結構部件（如機翼、整流罩、機艙內襯板、艙門(mén)、地板、貨艙和隔墻等），也適合于制作游艇、賽艇、高速列車(chē)及其它高性能要求的夾層結構。
防彈纖維—芳綸1414
幾乎與芳綸1313的發(fā)明同步，杜邦公司在上世紀六十年代末研制出另一種高性能合成纖維—芳綸1414，其商品于1972年首次問(wèn)世，定名為Kevlar®(凱芙拉)。
芳綸1414外觀(guān)呈金黃色，貌似閃亮的金屬絲線(xiàn)，實(shí)際上是由剛性長(cháng)分子構成的液晶態(tài)聚合物。由于其分子鏈沿長(cháng)度方向高度取向，并且具有極強的鏈間結合力，從而賦予纖維空前的高強度、高模量和耐高溫特性。
芳綸1414的發(fā)現被認為是材料界發(fā)展的一個(gè)的重要里程碑。芳綸1414有較高的強度，大于28克/旦，是優(yōu)質(zhì)鋼材的5～6倍，模量是鋼材或玻璃纖維的2～3倍，韌性是鋼材的2倍，而重量?jì)H為鋼材的1/5。（芳綸1414的強韌性也使其裁切與加工異常困難，需要昂貴的專(zhuān)用工具）。
芳綸1414的連續使用溫度范圍較寬，在-196℃至204℃范圍內可長(cháng)期正常運行。在150℃下的收縮率為0，在560℃的高溫下不分解不熔化，耐熱性更勝芳綸1313一籌，且具有良好的絕緣性和抗腐蝕性，生命周期很長(cháng)，因而贏(yíng)得“合成鋼絲”的美譽(yù)。
芳綸1414首先被應用于國防軍工等尖端領(lǐng)域。為適應現代戰爭及反恐的需要，美、俄、英、德、法、以色列、意大利等許多國家軍警的防彈衣、防彈頭盔、防刺防割服、排爆服、高強度降落傘、防彈車(chē)體、裝甲板等均大量采用了芳綸1414。在防彈衣中，由于芳綸纖維強度高，韌性和編織性好，能將子彈沖擊的能量吸收并分散轉移到編織物的其它纖維中去，避免造成“鈍傷”，因而防護效果顯著(zhù)。芳綸防彈衣、頭盔的輕量化，有效地提高了軍隊的快速反映能力和防護能力。
現在，除了軍事領(lǐng)域外，芳綸1414已作為一種高技術(shù)含量的纖維材料被廣泛應用于航天航空、機電、建筑、汽車(chē)、海洋水產(chǎn)、體育用品等國民經(jīng)濟各個(gè)方面。
在航空航天方面，芳綸纖維樹(shù)脂基增強復合材料用作宇航、火箭和飛機的結構材料，可減輕重量，增加有效負荷，節省大量動(dòng)力燃料。如波音飛機的殼體、內部裝飾件和座椅等成功地運用了芳綸1414材料，重量減輕了30%。
由于芳綸1414比重小，強度高，耐熱性好，并且對橡膠有良好的粘附性，所以成為理想的簾子線(xiàn)纖維。芳綸簾子線(xiàn)可使輪胎降低層薄，減輕重量，容易散熱，減小形變，減輕滾動(dòng)阻力，提升高速運轉性能，使輪胎的使用壽命相應延長(cháng)，而且耐刺扎性能大大提高，其強韌的特性使得輪胎漏氣后還能行駛到修車(chē)廠(chǎng)而不會(huì )傷及輪胎側面。芳綸1414特別適合作高速行駛或超重負載的汽車(chē)和飛機強化型輪胎簾子線(xiàn)使用，具有很大發(fā)展前途。目前世界幾大輪胎巨頭米其林、固特異、倍耐力等公司都已采用芳綸1414作為輪胎簾子線(xiàn)，大量用于高級轎車(chē)領(lǐng)域。
在土木結構工程上，由于芳綸1414具有輕質(zhì)高強、高彈模、耐腐蝕、不導電和抗沖擊等性能，可用于對橋梁、柱體、地鐵、煙囪、水塔、隧道及電氣化鐵路、海港碼頭進(jìn)行維修、補強，適合對混凝土結構的加固與修復。
除此之外，芳綸1414還可在充氣膠皮制品（如充氣救生筏、充氣舟橋等）、耐腐蝕容器、輕型油罐及大口徑原油排吸管中作骨架材料；用于制作耐高溫、耐切割防護手套；利用其自潤滑性、耐熱性和韌性，可代替有致癌物質(zhì)的石棉制造隔熱防護屏、防護衣及密封材料；還可替代石棉和玻璃纖維來(lái)補強樹(shù)脂，用作耐摩擦、絕熱和電絕緣材料；制作艦船繩纜，海底電纜、雷達浮標系統和光導纖維增強繩纜；制造高強度低重量的運動(dòng)器材，如滑雪板、劃艇和皮艇等等�？傊�，凡要求高強度、耐拉伸、抗撕裂、防穿刺及耐高溫的場(chǎng)合，都是芳綸1414大顯身手的領(lǐng)域，具有不可替代的優(yōu)越性。
