2021-01-08 07:00 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務
一、芳綸簡介
芳綸是指以芳香族化合物為原料經縮聚紡絲製得的高科技合成纖維，全稱為芳香族聚醯胺纖維，1974年，美國貿易聯合會將其命名為「Aramid fiber」，簡稱AF。其定義是：至少有85%的醯胺鍵（-CONH-）直接與兩個苯環中的碳原子相連接。芳綸和碳纖維、超高相對分子質量聚乙烯纖維一起統稱為世界3大高性能纖維。
芳綸具有輕質、阻燃、耐溫、絕緣、抗輻射、高強度、高彈性模量等優異特性；廣泛應用於軍事國防、安全防護、航空航天、環保、電子電氣材料等領域。
（一）芳綸的分類
目前實現工業化生產的主要是間位芳綸（芳綸1313）和對位芳綸（芳綸1414）。間位芳綸（芳綸1313）的分子是由醯胺基團相互連接間位苯基所構成的鋸齒形線型大分子。在它的晶體裡氫鍵在2個平面上存在，如格子狀排列，從而形成了氫橋的三維結構；對位芳綸（芳綸1414）的大分子結構是醯胺鍵連接在苯環的對位，形成一種近似剛性的直鏈結構，是一種主鏈型高分子液晶聚合物。兩者化學結構相似，但性能差異較大，應用領域各有不同。
間位芳綸具有突出的耐高溫、阻燃和絕緣性，主要應用於高溫防護服、電絕緣和高溫過濾等領域。對位芳綸則具有高強度高模量的特點，主要應用於個體防護、防彈裝甲、力學橡膠製品、高強纜繩、石棉替代品等。
1、間位芳綸
間位芳綸全稱聚間苯二甲醯間苯二胺纖維，俗稱芳綸 1313，有「防火纖維」之美稱，是一種綜合性能優異的有機耐高溫阻燃纖維，是一種熱穩定性高、阻燃性突出和電絕緣性好的高性能纖維材料，被廣泛應用於安全防護、環境保護和現代工業等領域。
在安全防護領域，間位芳綸製成的防護服裝、防護手套等安全防護裝備，能有效抵禦高溫、火焰、電弧等作業傷害，最大限度保護勞動者安全，廣泛應用於軍隊、消防、石油、電力、林業等領域；
在環境保護領域，間位芳綸可加工成針刺無紡布、機織濾布，廣泛應用於水泥、鋼鐵、築路等行業的高溫煙氣過濾，除塵效率達99.99%，可大大減少空氣汙染物的排放，實現環境保護綠色可持續發展；
在現代工業領域，間位芳綸以其耐溫、阻燃、絕緣等特性，在各類高溫輸送裝備、電力變送裝備、電氣絕緣裝備及其他工業生產領域得到廣泛應用，是現代製造業的基礎性、關鍵性材料。
間位芳綸化學結構式：
2、對位芳綸
對位芳綸全稱聚對苯二甲醯對苯二胺纖維，俗稱芳綸1414，有「防彈纖維」之美稱，是當今世界產量最大、用途最廣的高性能纖維之一。在汽車工業領域，對位芳綸是汽車膠管、輪胎、同步帶中不可缺少的骨架增強材料，是剎車片、離合器片中重要的環保型增強耐磨材料，尤其是環保型渦輪增壓汽車，芳綸的應用更是不可替代；在信息通信領域，對位芳綸的應用，極大的推動通信行業的發展，對位芳綸如今幾乎應用於所有的光纖光纜、新型手機電池等信息及通信產品，其在加快通信現代化建設中發揮重要作用。
（二）芳綸的主要性能特點
芳綸具有輕質、阻燃、耐溫、絕緣、抗輻射、高強度、高彈性模量等優異特性；廣泛應用於軍事國防、安全防護、航空航天、環保、電子電氣材料等領域。
1、力學性能
對位芳綸最顯著的特性是高強度、高模量，其強度大於25克/旦，是優質鋼材的5～6倍、玻纖的3倍、高強尼龍工業絲的2倍；模量是優質鋼材或玻璃纖維的2～3倍、高強尼龍工業絲的10倍；韌性是鋼絲的2倍。另外芳綸纖維重量輕，其重量僅為鋼絲的1/5左右。
對位芳綸與其他高強度纖維的性能比較
2、耐熱性能
芳綸纖維具有長久的熱穩定性，芳綸1313在130℃時強度幾乎無損失，可以在220℃使用十年以上，在260℃高溫下100小時，機械強度仍保持原來的65%，400℃左右開始碳化而不熔融。芳綸1414的耐熱性更勝芳綸1313一籌，在150℃下的收縮率為0，在560℃的高溫下不分解不熔融。而錦綸和聚酯的強力和模量均隨溫度的升高而下降。各纖維材料的熱性能指標如下表所示。
3、阻燃性能
通常空氣中氧氣含量為21%，而芳綸1313的極限氧指數大於28%，芳綸1414的極限氧指數在30%左右，屬於難燃纖維，所以不會在空氣中燃燒，也不助燃，有自熄性，不產生熔滴，遇到極高溫度時，纖維會迅速膨脹碳化，形成特有的絕熱層，能阻擋外部的熱量傳入內部，起到有效的保護作用。這種源於本身分子結構的固有特性使芳綸永久阻燃，具有「防火纖維」之美稱。
4、耐化學腐蝕性能
芳綸纖維具有優良的耐化學腐蝕性能，通常只有把芳綸長時間暴露在濃度相對高的酸或鹼溶液中，才會對芳綸的性能產生顯著影響。並且，芳綸對黴菌或鏽蝕不敏感。
5、電絕緣性
芳綸纖維電導率很低，而且由於纖維吸溼性較差，使其在高低溫和高低溼度環境中均可以保持優良的電絕緣性能。用芳綸1313製備的絕緣紙耐擊穿電壓可達到100kV/mm。芳綸1414的電阻達到5×1014Ω/cm。由於出色的電絕緣性能，使其在電子電氣領域有著很好的應用前景。
除以上介紹的性能之外，芳綸簾線還具有較好的抗老化性、耐磨性以及耐輻射性能等。作為一類高性能材料，芳綸的優異性能在不同的領域被開發應用。
文章來源：小兵研究
原標題：《【行業動態】21世紀的重要材料：聚芳醯胺-芳綸（上）》
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