芳香族聚酰胺纖維ppt課件-在線瀏覽
2025-06-22 05:14本頁面
【正文】 。 ? Kevlar纖維的內(nèi)部是垂直于纖維軸的層狀結構所組成 ， 層狀結構則由近似棒狀的晶粒所組成 ， 晶粒長度取決于分子量 ， Kevlar49的平均分子量約為 40000， 存在一些貫穿數(shù)層的長晶粒 ，它們加強了纖維的軸向強度 ， 層中的晶粒互相緊密排列 。 ? 從化學結構看 ， PPTA的分子鏈是由苯環(huán)和酰胺基按一定規(guī)律有序排列組成的 ， 酰胺基的位置接在苯環(huán)的對位上 ， 酰胺鍵與苯環(huán)基團形成大共軛結構內(nèi)旋位能極高 ，使苯環(huán)難以內(nèi)旋轉 ， 所以大分子鏈具有線型剛性伸直鏈 （ 棒狀 ） 構形 ， 從而使纖維具有高強度和高模量 ， ? 加上分子內(nèi)骨架原子是通過共價鍵結合而成 ， 分子間的酰胺基是極性基團 ， 基團上的氫可和另一個鏈段上酰胺基團中可供電子的羰基 （ － CO－ ） 結合成氫鍵 ，構成梯形聚合物 。 在紡絲過程中 ， PPTA溶液濃度達臨界濃度后形成向列型液晶態(tài) ， 在外力作用下 ， 很容易沿作用力方向呈一維取向有序排列 。 ? PPTA的晶體結構為單斜晶系，在每個單胞中含有兩個大分子鏈。纖維中分子在縱向具有近乎平行于纖維軸的取向，而在橫向是平行于氫鍵片層的輻射狀取向。纖維的這種更高層次的有序微纖形態(tài)的形成 ， 以及微纖聚集成束和相互間條狀微纖的相連也有利于纖維承擔更大載荷 ，這些結構特點是形成各類 PPTA纖維不同強度 、 不同模量性能的基礎 。 它的密度小 ，是所有增強材料中密度較低的纖維之一 。 由于韌性好 ， 不象碳纖維 、 硼纖維那么脆 ， 因而便于紡織 。 化學試劑 濃度 /% 溫度 /℃ 試驗時間 /h 強度損失Kevlar29 /% Kevlar49 醋酸 21 24 0 鹽酸 37 21 100 72 63 鹽酸 37 21 1000 88 81 氫氟酸 10 21 100 10 6 硝酸 10 21 100 79 77 硫酸 10 21 100 9 12 硫酸 10 21 1000 59 31 氫氧化銨 28 21 1000 74 53 氫氧化銨 28 21 100 9 7 丙酮 100 21 1000 3 1 乙醇 100 21 1000 1 0 三氯乙烯 100 21 24 甲乙酮 100 21 24 0 煤油 100 60 500 99 0 自來水 100 100 100 0 2 海水 100 一年 飽和蒸汽 100 150 48 0 氟里昂 100 60 500 0 Kevlar纖維在各種化學藥品中的穩(wěn)定性 Kevlar纖維的特點 （ 1） 芳綸 1414是目前使用的纖維中強度最高的纖維之一，其強度可達 ，斷裂伸長為 4%；初始模量為 440 cN/dtex，遠遠高于其它品種的強力纖維，為聚酰胺纖維 11倍左右，為滌綸的 4倍左右。對橡膠有良好的粘附性。 聚間苯二甲酰對苯二胺纖維 Poly(mphenylene isophthalamide)fiber 芳綸 1313白紗 芳綸 1313色紗 芳綸 1313本白短纖維 芳綸 1313紡前著色短纖維 結構式 該纖維于 1960年試制成功， 1967年正式工業(yè)化生產(chǎn)，是目前耐高溫纖維中產(chǎn)量和應用面最廣的一種。 Nomex與 Conex纖維的性能比較 指 標 Nomex (干法紡 ) Conex (濕法紡 ) 密度， g/cm3 強度， N/tex(gf/den) () ～ (～ ) 延伸度， % 彈性模量， N/tex(gf/den) 17 (150) 35～ 50 ～ (60～ 90) 回潮率， % ～ 5～ 這種纖維具有良好的耐熱性 (見圖 233)。在熱蒸氣中經(jīng) 400小時，其強度保持率達 50%；沸水中收縮率為 ～ 2%。該纖維耐漂白劑、還原劑、有機溶劑性較好，還具有良好的抗輻射性能，與橡膠粘著性差。 所得聚合物溶液可直接紡絲 ， 亦可制成粉狀再溶于溶劑 ， 配成向列型液晶紡絲液再紡絲 。 聚合物的合成和紡絲 氨基和羰基是對位取向聯(lián)接的鏈構象 ， 同時它們又處于中軸位置 ， 因此高分子鏈是完全伸直的 ， 并且氨基傾向于形成反向構象 ，有助于保持大分子軸的線型 。 鏈的剛性程度通常用相關長度 q來表示 ，PPTA的 q值為 20nm， 而 PBA的 q值為 400nm，所以 PBA的模量比 PPTA高 。芳綸 29的起始分解溫度 474℃ ，比 Kev1ar49的 520℃ 低，但分解終點相近。 芳綸 29和芳綸 49維的力學性能 纖維名稱 密度 / 拉伸強度/cN/dt 初始模量 /cN/dt 延伸率/% 芳綸 Ⅰ 原絲 熱處理后 芳綸 Ⅱ 原絲 熱處理后 Kevlar29 Kevlar49 Kevlar149 ~ ~ ~ ~ 340~400 903~1062 354~400 624~703 425 858 1150 ~ ~ ~ ~ 芳綸共聚纖維 ? 采用新的二胺或第三單體合成新的芳綸是提高芳綸性能的重要途徑 。 對位芳酰胺共聚纖維 Technora它是由對苯二甲酰氯與對苯二胺及第三單體二氨基二苯醚在 N， N’二甲基乙酰胺等溶劑中低溫縮聚而成的，共聚物溶液中和后直接進行濕法紡絲和后處理而得各種產(chǎn)品。紡絲后再經(jīng)高溫熱拉伸。 ? CBM結構中含有叔胺基 ， 它提供了多個空軌道能吸引苯二甲酰胺芳香環(huán)上的 電子 ， 進一步雜化 ，形成更為穩(wěn)定的化學鍵 ， 使這種纖維的強度優(yōu)于PPTA。 ? APMOC纖維的性能明顯高于 PPTA纖維 ， 并且由于其分子鏈中的叔胺和亞胺原子易于與基體中的環(huán)氧官能團作用 ， 纖維 /基體界面形成比較牢固的作用 。 三種俄羅斯主要芳綸的性能 性能 Terlon CBM Apmoc 楊氏模量 /GPa 極限拉伸強度 /GPa 斷裂延伸率 /% 單位長質量 /(g/km) 熱導率 /() 熱膨脹系數(shù) /106K1
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