特種纖維一般是指具有高強度高模量並且耐高溫的纖維,但也沒有嚴格的定義。一般而言,大家公認的特種纖維有:芳綸(聚對苯二甲酰對苯二胺,PPTA,Kevlar),碳纖維,超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維,聚苯並噻唑(PBT)纖維,芳香族聚酯纖維等。
芳綸纖維是由聚對苯二甲酰對苯二胺(PPTA)的液晶溶液經幹噴濕紡工藝成型而製得,按分子結構稱為“芳香聚酰胺纖維”,美國商品名為Kevlar纖維。早在1968年美國杜邦公司就開始了芳香聚酰胺樹脂的合成及成纖工藝研究,於1972年杜邦公司實現了聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的工業化生產,稱為B纖維,規模為2000噸/年,1973年改稱為Kevlar纖維。芳綸具有優異的力學性能,抗張強度280kg/mm2,模量為6480 kg/mm2(kevlar 29)和13300 kg/mm2(kevlar 49),斷裂伸長率為2.3~4.0%,比重輕(d=1.44g/c m3),而且耐高溫(可在250℃以下使用)。
芳綸纖維主要應用於飛機、火箭、導彈等航空、航天等器具中使用的複合材料,此外還用於汽車、船舶、防彈衣、滑雪板等應用領域的複合材料,以及繩纜,耐高溫過濾材料等。
碳纖維是以合成纖維或人造纖維為原料,在張力下經熱處理預氧化成不熔纖維,進 一步在惰性氣氛下高溫燒製碳化(或稱石墨化)而成。其原料主要有聚丙烯腈纖維(PAN),粘膠纖維和瀝青纖維(Pitch).碳纖維技術於1959年首次出現於美國,1964年英國人對碳纖維技術進行了重大改進,形成了現在的碳纖維工業技術。碳纖維具有優異的力學性能,抗張強度為360-720 kg/mm2,模量為2.4萬-3萬kg/mm2,斷裂伸長率為1.5-2.0%,耐高溫(可在380℃左右使用), 但比重稍高於芳綸 (碳纖維比重為1.76-1.8g/c m3).碳tan纖xian維wei主zhu要yao應ying用yong於yu飛fei機ji,火huo箭jian,導dao彈dan,衛wei星xing等deng航hang空kong航hang天tian器qi具ju中zhong使shi用yong的de複fu合he材cai料liao,也ye可ke用yong於yu賽sai車che,船chuan舶bo,防fang彈dan衣yi,滑hua雪xue板ban,釣diao魚yu杆gan,網wang球qiu拍pai等deng需xu要yao高gao強qiang度du力li學xue性xing能neng用yong品pin的de製zhi造zao。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維的製造技術國際上出現於1978年,國內於1985年左右開始了超高分子量聚乙烯的成纖技術研究。現在的超高分子量聚乙烯纖維(分子量為100萬-500萬)是采用凝膠紡絲-超高倍牽伸技術製備的,目前此技術在國內已工業化。商品的超高分子量聚乙烯纖維性能為:抗張強度2.4-3.8GPa/mm2,抗張模量88-166GPa/mm2,斷裂伸長率2.7-3.6%,比重0.97-0.98 g/c m3。但其熔點在150℃左右,因此使用溫度在100℃以下。超高分子量聚乙烯纖維主要用於製作防彈衣,降落傘,強力繩索,高級包裝材料等。也用於製造使用溫度較低的複合材料。
國內還未見工業化的聚苯並噻唑(PBT)纖維和芳香族聚酯纖維。
特(te)種(zhong)纖(xian)維(wei)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)的(de)軍(jun)事(shi)用(yong)途(tu),其(qi)製(zhi)造(zao)技(ji)術(shu)及(ji)研(yan)發(fa)情(qing)況(kuang),均(jun)屬(shu)各(ge)國(guo)技(ji)術(shu)保(bao)密(mi)內(nei)容(rong)。但(dan)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)特(te)種(zhong)纖(xian)維(wei)的(de)性(xing)能(neng),改(gai)進(jin)特(te)種(zhong)纖(xian)維(wei)的(de)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)應(ying)是(shi)它(ta)們(men)的(de)研(yan)發(fa)趨(qu)勢(shi)。
|