芳香族聚醯胺纖維,簡稱「芳綸纖維」，是一種新型高科技合成纖維，由於中國的起步較晚，美國，日本，歐洲等國家的芳綸纖維的生產和研究處於領先地位，今天，芳綸纖維的大部分使用仍依賴進口。但是，由於中國對芳綸纖維的關注和投資，相信在不久的將來，中國將在芳綸纖維市場中佔有一席之地，例如煙臺泰和新材料有限公司實現了芳綸纖維的商業化生產，處於全國前列。在中國的芳綸纖維工業化中，其年產量逐年增加。
芳綸纖維的性能特點
芳綸纖維的主鏈由芳香環和醯胺鍵構成，芳環結構剛性高，聚合物鏈呈伸展狀態形成棒狀結構；同時線性結構的分子鏈式使得芳綸纖維空間利用率高，故單位體積可容納的聚合物多因此強度較高。另外，大分子鏈的構象近似直線型，橫截面積小，高分子鏈的角變形與鍵內旋轉受到的阻力大，相對分子質量大。
由於對位芳綸纖維（PPTA）和間位芳綸纖維（PMIA）在微觀結構上存在對位和間位的差別，因此物理性能也有所不同。對位芳綸由對苯二甲醯氯和對苯二胺經縮聚得到，分子鏈段較規整，高取向度，分子之間通過氫鍵結合，形成氫鍵共平面後沿同一方向堆砌形成纖維。故具有非常強的剛性，象棒狀分子，耐高溫性能好，強度高、高模量體溫。利用對位芳綸纖維的高度取向、表面易原纖化的特質，可以製造成芳綸漿粕，提高混合物的吸附力，或作為增強纖維用於增強摩擦及密封產品中。
芳綸纖維的應用
芳綸纖維性能優異，是材料界重要的高科技材料，有著「全能纖維」的稱號，芳綸纖維及其製品得到廣泛應用，主要得力於其高強度、高模量、耐高溫等特性。
芳綸纖維複合材料最初用於火箭發動機殼體、航空氣瓶、航空結構件及軍用產品，隨著芳綸纖維生產技術的成熟化，成本的降低，其應用逐漸從航空航天、軍用領域擴展到民用領域。
航空航天軍事方面的應用
航空航天領域
芳綸纖維強度高、並具有一定的耐腐蝕性，可用於火箭發動機殼體及飛機、太空飛行器的機身、主翼、尾翼等結構件的製造。隨著航天材料要求越來越苛刻，芳綸纖維逐漸由承受衝擊力的結構部件發展到二次結構材料，如機艙門窗、整流罩體表面以及機內天花板、隔板、艙壁、行李架、座椅等。其實芳綸纖維在飛機上的廣泛應用還與芳綸纖維質量輕的特點密不可分，有資料記載，用芳綸纖維複合材料後飛機重量可減輕30%左右。
民用領域
傳送帶、輸送帶上的應用
小型化、輕量化和高效化是現代機械傳動的發展方向,隨著帶傳動的應用越來越廣泛，對帶傳動的要求也越來越高，如汽車行業對傳動帶提出了24萬km或30萬km甚至與汽車同壽命的苛刻要求，進而推動了汽車傳動帶的技術進步，傳統的路丁橡膠已越來越不能滿足當前傳送帶對耐熱性的要求。
建築領域
芳綸纖維複合材料在建築領域主要是充當增強材料使用，用芳綸纖維增強水泥，可獲得輕質高強的結構件，有效防止水泥製品開裂；同時芳綸纖維韌性好，可加工成布、索、編織成鋼筋狀，作為水泥增強骨架材料，質量輕強度高，耐腐蝕、抗剪切。國外研究開發用芳綸纖維增強膠粘層壓木樑的技術，採用低級木材取代高級貴重木材而極大地降低成本，性能不比鋼筋水泥構件差且降低了成本。此項技術在歐美國家如美國、德國、日本、澳大利亞等國研究開發較多，應用前景廣闊。
交通領域
芳綸纖維在交通領域主要用於製造汽車或飛機的輪胎，由芳綸纖維製造的輪胎質輕胎薄、滾動阻力小故耐磨性好；且輪胎承載力高，耐切割及刺穿；輪胎工作時重心移動小，轉向性能好，汽車乘坐舒適；散熱好，不易變形，輪胎使用壽命長，可滿足現代超音速飛機對輪胎的使用要求。
高溫過濾材料
間位芳綸纖維熱穩定性好，高溫下難老化，可在220℃工況下長期使用，耐磨、耐鹼性良好耐酸性稍遜。用間位芳綸製成的各種濾材已廣泛用於化工廠、電廠、水泥廠、石灰廠、煉焦廠、以及電弧爐、油鍋爐、焚化爐等高溫煙道和熱空氣過濾，抵抗有害煙霧的化學腐蝕，不僅有效除塵還可回收貴重金屬。
電子電氣領域
芳綸纖維強度高，可用於光纖加工，當光纖受拉力時不會因伸長變形而影響光的傳輸；若將芳綸纖維與碳纖維複合加工，可用於製作高電壓裝置中降低電場的材料；利用芳綸短切纖維優異的耐磨和非磨耗表面特性，可用於製作電子電器設備上用的制動器(閘)、離合器、斷路器等。還可與天然雲母片結合用作耐熱性電機的絕緣材料。
其他應用
芳綸纖維材料還可用於體育器材的製造，如高爾夫球棒、網球拍、滑雪橇、雪車、標槍等。運動條件苛刻的登山鞋靴、拳擊手套、賽車頭盔等也可用芳綸纖維來製造。
利用芳綸纖維複合材料質量輕可用於造船，減輕船體自重，節約燃料，從而增加航程。並且芳綸纖維複合材料吸收振動及承受連續衝擊能力強，船航行穩，提高乘船的舒適度。此外芳綸纖維還可用於製造海輪用和石油深井用纜繩等。
展望及發展趨勢
由於國外技術的限制，中國芳綸纖維的生產和使用起步較晚，自2004年芳綸纖維工業化以來，中國芳綸纖維的發展迅速變化。2011年芳綸纖維的生產批次是國產芳綸纖維的風向標。
為了填補芳綸纖維的國內消費缺口並減少進口量，有必要加大研究和研發力度，並結合企業和大學，以減少芳綸編織的困難和加工效率低下，以及對航空航天工業和材料的嚴格要求。在其他應用領域，高性能芳綸纖維的發展是未來的重要方向。為了改善芳族聚醯胺纖維的表面與基材之間的粘合性，並改善芳族聚醯胺膜與基材界面之間的粘合條件。
芳綸纖維的發展是中國高科技產業發展的關鍵，也是支撐航天和軍事發展的物質基礎。但是，與發達國家相比，中國芳綸纖維的研發嚴重滯後，許多生產設備，原材料和產品都依賴進口。因此，我們必須不斷努力，打破基礎技術的國際障礙，獨立突破技術壁壘和創新，實現芳綸纖維的本土化，走向世界。
文章來源：復材網
原標題：《【行業動態】論芳綸纖維的應用與發展趨勢》
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