一、芳綸纖維概述芳綸纖維全稱為聚苯二甲酰苯二胺，與碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維并稱世界三大高性能纖維，相對密度小、高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、絕緣性，被廣泛應用在軍事、航空航天...

芳綸纖維全稱為聚苯二甲酰苯二胺，與碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維并稱世界三大高性能纖維，相對密度小、高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、絕緣性，被廣泛應用在軍事、航空航天、電子電器、交通運輸、建筑、醫(yī)療等領域。

芳綸纖維是人工合成的芳香族聚酰胺纖維，由酰胺鍵互相連接芳香環(huán)（Ar-CONH-Ar）所構成的合成型線型高分子聚合物（至少有85%的酰胺鍵直接連接在2個芳環(huán)上）制成的纖維，主鏈由芳香環(huán)和酰胺鍵構成，芳環(huán)結構剛性高，聚合物鏈呈伸展狀態(tài)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。區(qū)別于普通柔性聚合物分子鏈，對位芳綸纖維的主鏈結構主要由苯環(huán)對位而成的棒狀分子結構構成，由于大共軛的苯環(huán)存在，分子鏈段難以發(fā)生內旋轉，從而呈現(xiàn)一種線性剛性結構。

芳綸纖維按分子結構大致分主要有四種，對聚對苯二甲酰對苯二胺(PPTA)、間苯二甲酰間苯二胺(PMIA)、含雜原子的雜環(huán)芳族聚酰胺纖維、鄰位芳綸的全芳族聚酰胺纖維，被應用較多的是PPTA和PMIA。

對位芳綸(PPTA)。對位芳綸的性能取決于它的內部結構。大分子主鏈是酰胺鍵與苯環(huán)交替而成的線性分子結構，酰胺鍵與苯環(huán)基團形成共軛結構，內旋轉困難，從而呈現(xiàn)一種剛性結構，決定了芳綸纖維的高強度。大分子鏈通過氫鍵形成交聯(lián)網狀結構，分子主鏈排列規(guī)整性較好，沿纖維軸向呈現(xiàn)高度取向，結晶度高，在紡絲過程中可達到伸展鏈結構實現(xiàn)高模量。

對位芳綸具有高強度、高彈性模量、耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等特性。強度為鋼絲的5~6倍、玻纖的3倍、高強尼龍工業(yè)絲的2倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的2~3倍、高強尼龍工業(yè)絲的10倍，韌性是鋼絲的2倍，重量僅為鋼絲的1/5左右。560℃下不分解，不熔融。200℃經100h后，強度保持率仍在75%以上，160℃經過500h后，仍能保持原強度的95%左右。阻燃性方面，對位芳綸的極限氧指數(shù)在30%左右，屬于難燃纖維。

對位芳綸的應用主要集中在汽車增強與結構材料、航空航天工業(yè)、軍事防護裝備、光學纖維保護增強，以及輪胎、橡膠增強等領域。

圖 PPTA

間位芳綸(PMIA)。間位芳綸中的單體是1，3－苯二胺和1，3－苯二酸，大分子呈鋸齒狀排列，賦予了間位芳綸分子鏈柔性的優(yōu)點，玻璃化轉變溫度較高，因此具有優(yōu)異的耐高溫、阻燃和絕緣性能,是一種綜合性能優(yōu)良的耐高溫特種纖維，同時具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，可在220℃使用十年以上，240℃下受熱1000h，機械強度仍保持原有的65%，在370℃以上才分解出少量氣體。具有阻燃性，高溫燃燒時表面碳化，不助燃，不產生熔滴。具有電絕緣性，具有可紡性、化學穩(wěn)定性和耐輻射性。抗輻射性能優(yōu)良，實驗表明，其在50kV的X射線連續(xù)照射250h后，仍能保持原有強度的49%。

間位芳綸被應用在各個領域，如環(huán)境保護、航空航天、高溫防護、耐高溫工業(yè)用紙、高溫過濾氈和過濾袋、高溫傳送帶等。

圖 PMIA