什么是特種纖維
發(fā)布日期： [2008/1/14]
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特種纖維一般是指具有高強度高模量并且耐高溫的纖維，但也沒有嚴格的定義。一般而言，大家公認的特種纖維有：芳綸（聚對苯二甲酰對苯二胺，PPTA,Kevlar）,碳纖維，超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維，聚苯并噻唑(PBT)纖維,芳香族聚酯纖維等。
芳綸纖維是由聚對苯二甲酰對苯二胺（PPTA）的液晶溶液經(jīng)干噴濕紡工藝成型而制得，按分子結(jié)構(gòu)稱為“芳香聚酰胺纖維”，美國商品名為Kevlar纖維。早在1968年美國杜邦公司就開始了芳香聚酰胺樹脂的合成及成纖工藝研究，于1972年杜邦公司實現(xiàn)了聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的工業(yè)化生產(chǎn)，稱為B纖維，規(guī)模為2000噸/年，1973年改稱為Kevlar纖維。芳綸具有優(yōu)異的力學性能，抗張強度280kg/mm2，模量為6480 kg/mm2（kevlar 29）和13300 kg/mm2（kevlar 49），斷裂伸長率為2.3~4.0%，比重輕（d=1.44g/c m3），而且耐高溫（可在250℃以下使用）。
芳綸纖維主要應用于飛機、火箭、導彈等航空、航天等器具中使用的復合材料，此外還用于汽車、船舶、防彈衣、滑雪板等應用領(lǐng)域的復合材料，以及繩纜，耐高溫過濾材料等。
碳纖維是以合成纖維或人造纖維為原料，在張力下經(jīng)熱處理預氧化成不熔纖維，進 一步在惰性氣氛下高溫燒制碳化（或稱石墨化）而成。其原料主要有聚丙烯腈纖維（PAN），粘膠纖維和瀝青纖維（Pitch）.碳纖維技術(shù)于1959年首次出現(xiàn)于美國，1964年英國人對碳纖維技術(shù)進行了重大改進，形成了現(xiàn)在的碳纖維工業(yè)技術(shù)。碳纖維具有優(yōu)異的力學性能，抗張強度為360-720 kg/mm2,模量為2.4萬-3萬kg/mm2，斷裂伸長率為1.5-2.0%，耐高溫（可在380℃左右使用）， 但比重稍高于芳綸 （碳纖維比重為1.76-1.8g/c m3）.碳纖維主要應用于飛機，火箭，導彈，衛(wèi)星等航空航天器具中使用的復合材料，也可用于賽車，船舶，防彈衣，滑雪板，釣魚桿，網(wǎng)球拍等需要高強度力學性能用品的制造。
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維的制造技術(shù)國際上出現(xiàn)于1978年,國內(nèi)于1985年左右開始了超高分子量聚乙烯的成纖技術(shù)研究。現(xiàn)在的超高分子量聚乙烯纖維（分子量為100萬-500萬）是采用凝膠紡絲-超高倍牽伸技術(shù)制備的，目前此技術(shù)在國內(nèi)已工業(yè)化。商品的超高分子量聚乙烯纖維性能為：抗張強度2.4-3.8GPa/mm2,抗張模量88-166GPa/mm2，斷裂伸長率2.7-3.6%,比重0.97-0.98 g/c m3。但其熔點在150℃左右，因此使用溫度在100℃以下。超高分子量聚乙烯纖維主要用于制作防彈衣，降落傘，強力繩索，高級包裝材料等。也用于制造使用溫度較低的復合材料。
國內(nèi)還未見工業(yè)化的聚苯并噻唑(PBT)纖維和芳香族聚酯纖維。
特種纖維具有重要的軍事用途，其制造技術(shù)及研發(fā)情況，均屬各國技術(shù)保密內(nèi)容。但進一步提高特種纖維的性能，改進特種纖維的制造工藝應是它們的研發(fā)趨勢。
芳綸纖維是由聚對苯二甲酰對苯二胺（PPTA）的液晶溶液經(jīng)干噴濕紡工藝成型而制得，按分子結(jié)構(gòu)稱為“芳香聚酰胺纖維”，美國商品名為Kevlar纖維。早在1968年美國杜邦公司就開始了芳香聚酰胺樹脂的合成及成纖工藝研究，于1972年杜邦公司實現(xiàn)了聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的工業(yè)化生產(chǎn)，稱為B纖維，規(guī)模為2000噸/年，1973年改稱為Kevlar纖維。芳綸具有優(yōu)異的力學性能，抗張強度280kg/mm2，模量為6480 kg/mm2（kevlar 29）和13300 kg/mm2（kevlar 49），斷裂伸長率為2.3~4.0%，比重輕（d=1.44g/c m3），而且耐高溫（可在250℃以下使用）。
芳綸纖維主要應用于飛機、火箭、導彈等航空、航天等器具中使用的復合材料，此外還用于汽車、船舶、防彈衣、滑雪板等應用領(lǐng)域的復合材料，以及繩纜，耐高溫過濾材料等。
碳纖維是以合成纖維或人造纖維為原料，在張力下經(jīng)熱處理預氧化成不熔纖維，進 一步在惰性氣氛下高溫燒制碳化（或稱石墨化）而成。其原料主要有聚丙烯腈纖維（PAN），粘膠纖維和瀝青纖維（Pitch）.碳纖維技術(shù)于1959年首次出現(xiàn)于美國，1964年英國人對碳纖維技術(shù)進行了重大改進，形成了現(xiàn)在的碳纖維工業(yè)技術(shù)。碳纖維具有優(yōu)異的力學性能，抗張強度為360-720 kg/mm2,模量為2.4萬-3萬kg/mm2，斷裂伸長率為1.5-2.0%，耐高溫（可在380℃左右使用）， 但比重稍高于芳綸 （碳纖維比重為1.76-1.8g/c m3）.碳纖維主要應用于飛機，火箭，導彈，衛(wèi)星等航空航天器具中使用的復合材料，也可用于賽車，船舶，防彈衣，滑雪板，釣魚桿，網(wǎng)球拍等需要高強度力學性能用品的制造。
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維的制造技術(shù)國際上出現(xiàn)于1978年,國內(nèi)于1985年左右開始了超高分子量聚乙烯的成纖技術(shù)研究。現(xiàn)在的超高分子量聚乙烯纖維（分子量為100萬-500萬）是采用凝膠紡絲-超高倍牽伸技術(shù)制備的，目前此技術(shù)在國內(nèi)已工業(yè)化。商品的超高分子量聚乙烯纖維性能為：抗張強度2.4-3.8GPa/mm2,抗張模量88-166GPa/mm2，斷裂伸長率2.7-3.6%,比重0.97-0.98 g/c m3。但其熔點在150℃左右，因此使用溫度在100℃以下。超高分子量聚乙烯纖維主要用于制作防彈衣，降落傘，強力繩索，高級包裝材料等。也用于制造使用溫度較低的復合材料。
國內(nèi)還未見工業(yè)化的聚苯并噻唑(PBT)纖維和芳香族聚酯纖維。
特種纖維具有重要的軍事用途，其制造技術(shù)及研發(fā)情況，均屬各國技術(shù)保密內(nèi)容。但進一步提高特種纖維的性能，改進特種纖維的制造工藝應是它們的研發(fā)趨勢。