第187期 芳纶纤维生产及应用状况 4存在的问题 芳纶纤维表面改性方法主要有物理改性和化学改性 两种。物理改性方法是通过等离子体、电子束等物理技 芳纶作为一种新型的高性能特种纤维,在许多行业有术对纤维表面进行刻蚀和清洗并在纤维表面引入羟基 广阔的发展前景。目前我国对芳纶生产和应用的研发已羰基等极性或活性基团还可以在纤维表面形成一些活性 取得了一定的成果,但是与国外芳纶比较起来,还有许多中心进而引发接枝反应通过刻蚀、清洗、活化和接枝 缺点,如表2所示世界各国的主要芳纶性能比较。 的综合作用改善纤维表面的物理和化学状态进而加强纤 维与基体之间的相互作用。化学改性则是通过硝化/还 表2世界各国生产的主要芳纶的性能比较 原、氯磺化等化学反应在纤维表面引入氨基、羟基、羧 商品名密度/g·c)抗拉强度!GPH抗拉模量/Pa断后伸长率/% 基等活性或极性基团,通过化学键合或极性作用提高纤维 与基体之间的粘合强度。表面改性的方法还有表面接 枝技术等其它方法。芳纶纤维表面改性可以提高纤维与 基体的粘结力,改善复合材料性能。但有一点也应引起 44~1.45 80-125 注意,界面间的粘结力过强,会引起材料变脆,从而导致 72 芳纶1414 复合材料冲击强度和断裂强度的降低。 53芳纶纸性能的改鲁 41芳纶纤维与树脂基体的粘接力较差,因此机械加 在分散剂中加入亲水性高分子PEO作为主要的助剂 极易分层。由于芳纶纤维柔韧性好,用其制成的复合材(1)PEO最佳用量为0.12%芳纶纤维纸的主要指标拉 料在切削时纤维不易被切断,未切断的纤维和树脂堆积在伸强度值为35.16N/mm2。比不用PEO时增加了32.1%。 断口处,造成加工面粗糙 产生了很好的作用效果; 42国产芳纶易断头,表面易起毛,吸湿性差,而且 (2)PEO最佳用量为0.12%芳纶纤维纸的主要介电 生产规模小、品种和规格少,工程应用设计可选择余地性能耐压强度达到最大值为19.59kVmm2,而且耐压强 度的增幅也最大; 43采用芳纶作为轮胎的带束和胎体,成型过程中会出 (3)PEO用量不宜过高 现一些问题,如芳纶带束无磁性不能贴住带束鼓、芳纶帘布 (4)PEO作用机理是使浆料悬浮液的黏度上升另外 不能自动卷曲和供料、成型压合时出现存气等 纤维之间的运动轨迹也相对变得简单纤维的运动速度也 44芳纶是利用各向异性液晶纺丝制成的纤维,虽然下降降低了纤维之间的摩擦等时。 强度和模量很高,但是在纤维轴垂直方向的性能,如压缩 强度、疲劳特性等都比较差。 6总结 45由于芳纶的分子排列紧密,染料不易进入,所有 芳纶着色性较差 现阶段我国的芳纶产品主要是高温过滤用的低端产 46在芳纶纸中,其研制中长期存在的匀度不良会导品,服装及其他高端领域的应用较少,一些高端产品, 如间位芳纶纸、长丝、可染纤维等尚未开发成功。高端 间位芳纶产品的技术开发难度较大,称为芳纶在高端产 5改善芳纶纤维及其复合材料性能的方法品中应用的主要阻力。另外由于目前只有美国、日本 荷兰等国家可进行芳纶纤维大规模工业化生产国内较少 51解决芳纶纤维增强复合材料难加工的问题 厂家能生产芳纶的成本较高这就阻碍芳纶在许多行业的 a采用锋利的刀具 应用,如轮胎行业等。随着社会的发展,芳纶作为一种 b.钻削芳纶纤维增强复合材料的孔时,根据孔径大小高性能的纤维,其应用将会越来越广泛,国内芳纶要借 和材料厚度不同,可采用斜面钻或有齿空心钻; 鉴国外的经验,进一步加大芳纶的生产规模,减少原纤 C.切割芳纶纤维增强复合材料层合板时,采用无齿圆化,提高摩擦性能,改善染色性能等,将会成为以后芳 盘铣刀加工效果好的 纶研究的主要方向。 52改善芳纶纤维及其复合材料性能的方法 下转第9页