芳綸纖維III的特點
芳綸III纖維具有優異的防彈性能,具有高強高摸性,質量輕,抗衝擊性好,能抵抗子彈或破片的衝擊。
國外芳綸III的概況
目前俄羅斯芳綸III產品Rusar已經大量用於個人防護領域,被公認為世界上最好的防護材料之一。
在2008年採用芳綸III纖維製造的防彈頭盔已為俄羅斯軍方大量採用,頭盔型號為6B7-1M。由芳綸III(Rusar)製造的防彈頭盔6B7-1M具有無與倫比的優勢,與其他纖維製造的防彈頭盔如6B7-1MM比較,在防彈性能相同的情況下,6B7-1M重量僅為1公斤!
芳綸III纖維的獨特性已被各國專家所認可
美國學者報導了對俄羅斯芳綸III纖維(Rusar)的研究結果,指出纖維的動態強度超過了著名的ZAYLON材料,更不用說Kevlar了。芳綸Ⅲ的表面較粗糙,Kevlar49表面較光滑,芳綸Ⅲ和Kevlar49纖維表面的碳、氧元素均比化學式計算值有所增加,但氮元素含量下降;芳綸Ⅲ表面的極性基團種類比Kevlar49多.芳綸Ⅲ的單纖維拉伸強度是Kevlar49的1.5倍,斷裂伸長率比Kevlar49提高了45%~65%;2種纖維的斷裂方式均為劈裂斷裂,具有皮芯結構,但芳綸Ⅲ分子間的作用力比Kevlar 49纖維強.另作者大為驚奇的是由芳綸III(Rusar)製備的盔甲板的面密度要比kevlar面板低27%,但他的防彈性能卻比kevlar高出了12%.這個數據在2007年12月從美國堪薩斯州威奇託測試實驗室獲得。
在2008年9月和12月,對由芳綸III(Rusar) 製造的盔甲板和織物各項性能進行重新測試。其穩定的測試結果表明了芳綸III纖維對抗子彈和破片衝擊均處於高級別防護。
俄羅斯芳綸III (Rusar)防彈纖維也被英國、德國等實驗室反覆測試,結果顯示其性能在同類產品中屬最優。同時,國際防彈市場調研報告顯示,來自於芳綸III(Rusar)的防彈製品處於頂尖地位。
來自英國利茲大學的科學家得出結論:芳綸III (Rusar)纖維穩定性是杜邦Kevlar和帝人Twaron的2-2.5倍。科學家分別將Rusar、kevlar和Twaron放在沸水中煮300小時,結果顯示長時間的沸騰使kevlar和Twaron強度降低到了初使的60%,而Rusar強度僅僅降低了10%。
國內芳綸III的發展
1972年,我國開始進行芳綸的研製工作,並與1981年通過芳綸1313的鑑定,1985年又通過芳綸1414的鑑定,他們的性能特性分別與美國杜邦公司的Kevlar-29和Kevlar-49相同。國內芳綸III在1998年,根據國家需要及軍工需求,以俄羅斯同類產品Armos為參照進行研發,於2005年由中藍晨光率先研製成功,現以實現完整工業化生產,其商品名為STARAMID F-3,主要有兩種產品,分別為高模型(STARAMID F-358)和高強型(STARAMID F-368)。
STARAMID F-358特性指標
特徵
單位
指標
基本物性
密度
g/cm3
1.44
紗線直徑
μm
15
含水率
%
≤3.5
上油量
%
≤3.0
線密度
D
675,1350,5400
dtex
750,1500,6000
力學特性
拉伸強度
g/d(幹紗)
≥31
cN/dtex(幹紗)
≥27.5
MPa(浸膠法)
≥4400
彈性模量
g/d(幹紗)
1070-1360
cN/dtex(幹紗)
950-1200
GPa(浸膠法)
≥145
HASR
%
≥92
斷裂伸長率
%
≥2.6
拉伸強度離散係數
%
≤5.0
比強度
106cm(幹紗)
27.9
比模量
106cm(幹紗)
1215
熱學特性
LOI
%
38-42
分解溫度(空氣)
℃
520
比容熱
25℃
J/kg·K
0.94
100℃
J/kg·K
1.95
180℃
J/kg·K
1.15
傳熱係數
W/(m·K)
0.04
空氣中熱收縮(19min,177℃)
%
<0.1
STARAMID F-368特性指標
特徵
單位
指標
基本物性
密度
g/cm3
1.44
紗線直徑
μm
14-15
含水率
%
≤3.5
上油量
%
≤3.0
線密度
D
675,900,5400
dtex
750,1000,6000
力學特性
拉伸強度
g/d(幹紗)
≥32
cN/dtex(幹紗)
≥27.5
MPa(浸膠法)
≥4400
彈性模量
g/d(幹紗)
850-1070
cN/dtex(幹紗)
750-950
GPa(浸膠法)
≥125
HASR
%
≥92
斷裂伸長率
%
≥3.2
拉伸強度離散係數
%
≤5.0
比強度
106cm(幹紗)
28.8
比模量
106cm(幹紗)
990
熱學特性
LOI
%
38-42
分解溫度(空氣)
℃
520
比容熱
J/kg·K
25℃
0.94
100℃
1.95
180℃
1.15
傳熱係數
W/(m·K)
0.04
空氣中熱收縮(19min,177℃)
%
<0.1
目前國產芳綸III產品拉伸強度達到5.0GPa,拉伸彈性模量150-180GPa,性能居國內批產有機纖維之首,達到俄羅斯Rusar批產產品水平。芳綸Ⅲ的研製成功,使我國成為除俄羅斯以外第二個擁有該技術的國家,填補了國內空白,具有顯著的軍事與社會效益,同時也為我國防彈製品性能的提升提供了新的材料。
本素材由中藍晨光提供,艾邦高分子整理,轉載請註明來源
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