《产业用纺织品》PPT课件.ppt

新兴的学科第二章第二章产业用纤维材料产业用纤维材料第二节第二节产业用产业用高性能纤维高性能纤维分类分类 优点优点极极高高的的机机械械性性能能。高高强强度度，高高弹弹性性模模量量。纤纤维维材材料料的的进进步步使使得得制制造造先先进进复复合合材材料成为了可能。料成为了可能。高高性性能能纤纤维维具具有有耐耐高高温温性性，具具有有高高温温下下尺尺寸寸稳稳定定性性，热热收收缩缩率率很很低低，因因此此在在耐耐热防护材料上有特殊用途。热防护材料上有特殊用途。高高性性能能纤纤维维的的另另一一优优点点是是密密度度低低。有有利于制品的轻量化。利于制品的轻量化。有机高性能纤维有机高性能纤维加工简便加工简便，容易成型。，容易成型。有机和无机高性能纤维有机和无机高性能纤维耐腐蚀耐腐蚀。不足：不足：不不耐耐太太空空环环境境中中温温度度的的急急剧剧变化；变化；真空下耐发射性辐照较差；真空下耐发射性辐照较差；耐超低温性较差。耐超低温性较差。目目前前，高高性性能能纤纤维维的的商商品品种种类类很很多多，性性能能差差异异很很大大，价价格格差差异异也也很很大大，有有些些纤纤维维购购买买渠渠道道还还不畅通等。不畅通等。表表各种高性能纤维的基本性能各种高性能纤维的基本性能纤维种类纤维种类 商品名商品名 强度（强度（GPaGPa）伸伸 长（长（%）模模 量（量（GPaGPa）密密 度（度（g/cmg/cm3 3）熔点（熔点（）对位芳香族聚酰胺对位芳香族聚酰胺Kevlar 2.8 2.4 132 1.44 560Kevlar 2.8 2.4 132 1.44 560（d d）间位芳香族聚酰胺间位芳香族聚酰胺Metamax0.50.8 3550 6.79.8 1.38 430Metamax0.50.8 3550 6.79.8 1.38 430（d d）芳香族聚酯芳香族聚酯 Ekonol 4.1 3.1 134 1.40 380Ekonol 4.1 3.1 134 1.40 380 Vectran 2.8 3.7 69 1.40 270 Vectran 2.8 3.7 69 1.40 270芳香杂环类纤维芳香杂环类纤维PBZT 4.2 1.4 250 1.58 600PBZT 4.2 1.4 250 1.58 600（d d）PBO 5.5 2.5 280 1.59 650 PBO 5.5 2.5 280 1.59 650（d d）PBI 0.38 2530 5.7 1.43 450 PBI 0.38 2530 5.7 1.43 450（d d）高强聚乙烯高强聚乙烯 Dyneema 3.4 2.0 160 0.98 140Dyneema 3.4 2.0 160 0.98 140 Spectra 3.5 Spectra 3.5，2.5 156 0.97 140 2.5 156 0.97 140高强聚乙烯醇高强聚乙烯醇Kuraion#7901 2.1 4.9 46 1.32 245Kuraion#7901 2.1 4.9 46 1.32 245（d d）高强聚丙烯腈高强聚丙烯腈 2.4 7.8 28 1.18 230 2.4 7.8 28 1.18 230（d d）碳纤维碳纤维 Pyrofil 1.93.5 0.41.2 300500 1.80Pyrofil 1.93.5 0.41.2 300500 1.80 Torayca 37 1.52.4 200300 1.80 Torayca 37 1.52.4 200300 1.80氧化铝纤维氧化铝纤维 1.52.9 1.5 250 4.0 1.52.9 1.5 250 4.0玻璃纤维玻璃纤维 Gevetex 23.5 2.03.5 7090 2.5 825Gevetex 23.5 2.03.5 7090 2.5 825钢纤维钢纤维 2.8 200 7.8 1600 2.8 200 7.8 1600钛合金纤维钛合金纤维 1.2 106 4.5 1.2 106 4.5铝合金纤维铝合金纤维 0.6 71 2.7 0.6 71 2.7 一、一、芳香族聚酰胺纤维芳香族聚酰胺纤维芳纶纤维的应用领域示意图 1 1、定义、定义芳香族聚酰胺纤维即芳纶芳香族聚酰胺纤维即芳纶19601960年年由由美美国国杜杜邦邦公公司司研研制制出出的的一一种种新新型型化化学学纤纤维维NomexNomex（HT-1HT-1）。NomexNomex即即芳芳纶纶13131313在在19671967年年上市。上市。19721972年年，杜杜邦邦公公司司又又推推出出KevlarKevlar纤纤维维，即即芳芳纶纶14141414。为为了了与与三三大大合合成成纤纤维维的的脂脂肪肪聚聚酰酰胺胺即即尼尼龙龙相相区区别别，美美国国联联邦邦通通商商委委员员会会于于19741974年年把把全全芳芳香香族族聚聚酰胺命名为芳香族聚酰胺纤维酰胺命名为芳香族聚酰胺纤维(AramidAramid)。ISO20761977ISO20761977（E E）对对芳芳香香族族聚聚酰酰胺胺定定义义为为：“由由酰酰胺胺键键连连接接的的由由芳芳香香族族基基团团组组成成的的合合成成线线型型高高分分子子，其其酰酰胺胺键键的的85%85%以以上上与与两两个个芳芳香香族族基基直直接接结结合合者者，亦亦包包括括酰酰胺胺键键的的50%50%以以下下被被酰酰亚亚胺胺键键置置换换者者。”2 2、发展、发展19511951年年，美美国国杜杜邦邦公公司司FloryFlory发发明明低低温温溶溶液液聚聚合合法法，无无意意制制造造出出NomexNomex。19671967年年帝帝人人的的ConexConex上上市市。此此后后，世世界界各各发发达达国国家家竟竟相相研研制制生生产产芳芳香香族族聚聚酰酰胺胺纤纤维维，使使世世界界对对位位芳芳香香族族聚聚酰酰胺胺纤纤维维的的年年产产量量达达到到3 3万万吨吨，间间位位芳芳香香族族聚聚酰酰胺胺纤纤维维的的年年产产量量达达到到1 1万万吨吨。其其生生产产能能力力最最大大的的是是杜杜邦邦公公司司于于19931993年年在在西西班班牙牙建建的的厂厂。近近年年来来，芳芳香香族族聚聚酰酰胺纤维的需求量在迅速增长。胺纤维的需求量在迅速增长。芳纶纤维的发展简史芳纶纤维的发展简史年代年代 公司公司 发展简史发展简史1951 1951 杜邦杜邦FloryFlory发明低温溶液聚合法发明低温溶液聚合法1953 1953 杜邦杜邦MorganMorgan开发全芳香族聚酰胺系低温溶液聚合法开发全芳香族聚酰胺系低温溶液聚合法1960 1960 杜邦杜邦开始开发间位全芳香族聚酰胺纤维开始开发间位全芳香族聚酰胺纤维Nonex(HT-1)Nonex(HT-1)1965 1965 杜邦杜邦KwolekKwolek发明液晶纺丝法，开始研究对位系发明液晶纺丝法，开始研究对位系全芳香族聚全芳香族聚酰胺纤维（酰胺纤维（PBAPBA）1967 1967 杜邦杜邦NomexNomex上市，用于纤维和造纸上市，用于纤维和造纸1968 1968 杜邦杜邦开始研究对位系全芳香族聚酰胺纤维（开始研究对位系全芳香族聚酰胺纤维（PPTAPPTA）1969 1969 杜邦杜邦对位系全芳香族聚酰胺对位系全芳香族聚酰胺“纤维纤维B B（PBAPBA）”公布公布1970 1970 杜邦杜邦发明干式纺丝法发明干式纺丝法1971 1971 帝人帝人间位系全芳香族聚酰胺纤维（间位系全芳香族聚酰胺纤维（ConexConex）上市上市1972 1972 杜邦杜邦对位系全芳香族聚酰胺纤维对位系全芳香族聚酰胺纤维“KevlarKevlar（PPTAPPTA）”上市上市1974 1974 FTC FTC 全芳香族聚酰胺纤维正式命名为全芳香族聚酰胺纤维正式命名为“Aramid”Aramid”1974 1974 帝人帝人对位系全芳香族聚酰胺纤维（对位系全芳香族聚酰胺纤维（HM-50HM-50）申请专利申请专利1979 1979 恩卡恩卡对位系全芳香族聚酰胺纤维工业化对位系全芳香族聚酰胺纤维工业化(Arenka)Arenka)，后改称后改称“Twalon”Twalon”1982 1982 杜邦杜邦建成建成Kevlar2000Kevlar2000吨吨/年生产线年生产线1984 1984 东丽东丽与杜邦合作，在日本开始销售与杜邦合作，在日本开始销售1985 1985 帝人帝人HM50HM50工业化工业化3 3、结构特征、结构特征芳芳纶纶是是一一种种新新型型的的合合成成纤纤维维，它它和和聚聚酰酰胺胺纤纤维维一一样样，在在构构成成纤纤维维的的高高聚聚物物长长链链分分子子中中含含有有酰酰胺基胺基 CONHCONH，因此其属于聚酰胺纤维。因此其属于聚酰胺纤维。但但其其又又不不同同于于普普通通的的聚聚酰酰胺胺纤纤维维，其其构构成成纤纤维维的的大大分分子子长长链链中中，连连接接酰酰胺胺基基间间的的是是芳芳香香环环或或其其衍衍生生物物，所所以以把把这这类类纤纤维维统统称称为为芳芳香香族族聚聚酰酰胺胺纤维，简称芳纶。纤维，简称芳纶。芳芳纶纶在在化化学学结结构构上上与与锦锦纶纶类类相相似似，都都含含酰酰胺胺基团，它们的区别在于分隔基团的不同。基团，它们的区别在于分隔基团的不同。4 4、性能特征、性能特征 结结构构的的不不同同使使芳芳纶纶具具有有极极高高的的拉拉伸伸强强度度（仅仅次次于于玻玻璃璃纤纤维维、石石墨墨纤纤维维和和FBIFBI纤纤维维）和和耐耐热热性性，具具有有固固有有的的阻阻燃燃性性以以及及优优异异的的耐耐干干热热性性和和良良好好的的韧韧性性，芳芳纶纶纤纤维维的的相相对对密密度度大大于于锦锦纶纶但但小小于于棉棉纤纤维维，其其开开发发的的初初衷衷是是用用于于航航天天，但但现现在在已已广广泛泛用用于于消消费费纺纺织品和产业用纺织品。织品和产业用纺织品。芳纶芳纶13131313耐高温纤维耐高温纤维机机械械性性质质：强强度度较较高高。在在通通常常情情况况下下，强度为强度为48.448.4cN/texcN/tex，断裂伸长率为断裂伸长率为17%17%。纤维密度：纤维密度：为为1.381.38g/cmg/cm3 3。热热学学性性质质：芳芳纶纶13131313具具有有良良好好的的耐耐热热性性，其其耐耐腐腐蚀蚀性性和和防防燃燃性性。如如在在260260的的高高温温下下连连续续使使用用10001000h h，其其强强度度仍仍能能保保持持原原强强度度的的65%65%；在在300300的的高高温温下下连连续续使使用用一一周周，仍可保持原强度的仍可保持原强度的50%50%。化化学学性性能能：具具有有良良好好的的耐耐碱碱性性，耐耐酸酸性性好好于于锦锦纶纶，具具有有良良好好的的耐耐有有机机溶溶剂剂、漂漂白剂以及抗虫蛀和霉变。白剂以及抗虫蛀和霉变。芳纶芳纶14141414高强度纤维高强度纤维 机机械械性性质质：芳芳纶纶14141414是是目目前前使使用用的的有有机机纤纤维维中中强强度度最最高高的的，其其强强度度可可达达193.6193.6cN/texcN/tex，断断裂裂伸伸长长率率为为4%4%。初初始始模模量量远远高高于于其其它它纤纤维维，其其初初始始模模量量为为4400 4400 CN/texCN/tex，为为聚聚酰酰胺胺纤纤维维的的1111倍倍，为为涤纶六倍左右。涤纶六倍左右。纤维密度：纤维密度：为为1.431.441.431.44g/cmg/cm3 3。热热学学性性质质：纤纤维维的的热热稳稳定定性性远远高高于于其其它它纤纤维维，在在150150下下纤纤维维的的收收缩缩率率为为0 0，在在较较高高的的温温度度下下仍仍能能保保持持很很高高的的强强度度。熔熔点点为为600600，最最高高使使用用温温度为度为232232。化化学学性性能能：具具有有良良好好的的耐耐碱碱性性，耐耐酸酸性性好好于于锦锦纶纶，具具有有良良好好的的耐耐有有机机溶溶剂剂、漂漂白白剂剂以以及及抗抗虫虫蛀和霉变。对橡胶具有良好的粘附性。蛀和霉变。对橡胶具有良好的粘附性。表表 间位芳香族聚酰胺纤维的一般物理性能间位芳香族聚酰胺纤维的一般物理性能物性物性 Nomex ConexNomex Conex密度（密度（g/cmg/cm）1.38 1.38 1.38 1.38单丝纤度单丝纤度（tex)0.22 0.22tex)0.22 0.22拉伸强度拉伸强度(cN/tex)35.347.661.7断裂伸长率断裂伸长率(%)3137拉伸弹性模量拉伸弹性模量(cN/tex)617.4661.5含水率含水率(%)55300300热收缩率热收缩率(%)3.53.7热分解温度热分解温度()400430250250强度保持率强度保持率(%)60干热暴露强度保持率干热暴露强度保持率（25025010001000H H）(%)60湿热暴露强度保持率湿热暴露强度保持率（12012010001000H H）(%)60LOI LOI 3032表表对位芳香族聚酰胺纤维的一般物理性能对位芳香族聚酰胺纤维的一般物理性能纤纤维维种种类类 密密度度（g/cmg/cm3 3）强强度度(cN/tex)伸伸度度（%）弹弹性性模模量量（cN/tex ）含含水水率率（%）PPTA Kevlar29 PPTA Kevlar29 1.43 202.9 3.6 4851 7.01.43 202.9 3.6 4851 7.0 Kevlar49 Kevlar49 1.45 195.8 2.4 7497 4.51.45 195.8 2.4 7497 4.5 Kevlar119 Kevlar119 1.44 211.7 4.4 3793 7.01.44 211.7 4.4 3793 7.0 Kevlar129 Kevlar129 1.44 233.7 3.3 6703 6.51.44 233.7 3.3 6703 6.5 Kevlar149 Kevlar149 1.47 158.8 1.5 9790 1.51.47 158.8 1.5 9790 1.5Technora 1.39 247 4.6 5203 2.0Technora 1.39 247 4.6 5203 2.0E E玻璃玻璃 2.54 84.7 4.0 2646 2.54 84.7 4.0 2646 钢钢7.8301.724695 5、芳纶的用途、芳纶的用途芳纶芳纶14141414主主要要用用于于高高速速行行驶驶或或重重载载汽汽车车和和飞飞机机的的轮轮胎胎帘帘子子线线。由由于于其其强强度度高高，密密度度小小，因因此此用用它它制制成成的的轮轮胎胎重重量量大大大大减减轻轻，轮轮胎胎层薄，热容易散发，轮胎的使用寿命将延长。层薄，热容易散发，轮胎的使用寿命将延长。此此外外，还还可可用用作作：皮皮带带、软软胶胶管管；绳绳索索、绳绳缆缆；防防护护、防防弹弹材料；摩擦材料；复合材料的增强材料。材料；摩擦材料；复合材料的增强材料。芳纶芳纶13131313由由于于该该纤纤维维性性能能优优良良，其其产产品品主主要要用用于于航航空空飞飞行行服服、宇宇宙宙航航行服、原子能工业的防护服以及绝缘服、消防服等。行服、原子能工业的防护服以及绝缘服、消防服等。另另外外，它它也也用用于于制制作作防防火火帘帘、防防燃燃手手套套、高高温温下下化化工工过过滤滤布布和和气气体体滤滤袋袋、高高温温运运输输带带、机机电电高高温温绝绝缘缘材材料料以以及及民民航航飞飞机机中的装饰织物等。中的装饰织物等。此外，还可以作室内织物、产业材料、蜂窝状结构材料。此外，还可以作室内织物、产业材料、蜂窝状结构材料。二、芳香族聚酯纤维二、芳香族聚酯纤维 芳芳香香族族聚聚酯酯纤纤维维(Polyarylate Polyarylate Fiber)Fiber)是是继继全全芳芳香香族族聚聚酰酰胺胺纤纤维维(Aramid Aramid Fiber)Fiber)开开发发成成功功之之后后，又又一一个个通通过过高高分分子子液液晶晶纺纺丝丝而而制制得得的的高性能纤维。高性能纤维。1、化学结构、化学结构芳芳香香族族聚聚酯酯最最简简单单的的结结构构是是聚聚对对羟羟基基苯苯甲甲酸酸(PHBA)PHBA)和和聚聚对对苯苯撑撑对对苯苯二二甲甲酸酸酯酯，其其化化学学结结构构式式分分别别如下：如下：目目前前，在在对对芳芳香香族族聚聚酯酯研研究究的的基基础础上上，已已形形成成了了几几种种实实现现工工业业化化生生产产的的产产品品。如如美美国国金金刚刚砂砂公公司司生生产产的的商商品品名名为为EkonolEkonol纤纤维维，它它是是对对乙乙酰酰氧氧基基苯苯甲甲酸酸（ABAABA）、p,p-p,p-二二乙乙酰酰氧氧基基联联苯苯（ABPABP）、对对苯苯二二甲甲酸酸（TATA）和和间间苯苯二二甲甲酸酸（IAIA）的的四四元元共共聚聚物物；美美国国塞塞拉拉尼尼斯斯公公司司用用ABAABA与与2-2-乙乙酰酰氧氧基基-6-6-萘萘甲甲酸酸（ANAANA）共共聚聚反反应应，得得到到的的共共聚聚物物其其商商品品名名称称为为VectranVectran纤纤维维；美美国国杜杜邦邦公公司司采采用用苯苯基基对对二二乙乙酰酰氧氧基基苯苯（PHQDPHQD），与与对对苯苯二二甲甲酸酸（TATA）共共聚聚反反应应，生生成成带带有有侧侧基基的的共聚物（共聚物（PHQTPHQT）纤维。纤维。2、纤维性能、纤维性能表表芳香族聚酯纤维的性能芳香族聚酯纤维的性能 Ekonol Vectran PHQT Ekonol Vectran PHQT强度强度(GPa)4.1 2.9 2.9GPa)4.1 2.9 2.9模量模量(GPa)134 69 82GPa)134 69 82伸长（伸长（%）3.1 3.7 4.3 3.1 3.7 4.3密度密度(g/cmg/cm3 3)1.40 1.41 1.23)1.40 1.41 1.23熔点（熔点（）380 270 342 380 270 342吸水率（吸水率（%）0 0.05 0 0 0.05 0芳芳香香族族聚聚酯酯纤纤维维具具有有高高强强度度、高高模模量量、耐耐蠕蠕变变、尺尺寸寸稳稳定定性性好好，此此外外，具具有有极极低低的的吸吸湿湿率率和和耐耐化化学学腐腐蚀蚀性性，在在200200干干热热和和100100的的湿湿热热条条件件下下收收缩率为缩率为0 0。3 3、用途、用途芳芳香香族族聚聚酯酯纤纤维维有有长长丝丝、短短纤纤维维及及湿湿法法非非织织造造布布等等形式，主要用作产业用纺织品领域。形式，主要用作产业用纺织品领域。作作为为增增强强纤纤维维材材料料，在在光光缆缆、特特种种电电线线中中起起支支撑撑保保护护作作用用，可可与与橡橡胶胶复复合合制制造造耐耐高高压压软软管管、传传送送带带、耐耐磨磨密密封封件件及及汽汽车车用用橡橡胶胶部部件件，可可与与树树脂脂复复合合作作为为超超薄薄型型印印刷电路的基板。刷电路的基板。由由芳芳香香族族聚聚酯酯纤纤维维制制成成的的织织物物耐耐切切割割性性好好，是是防防护护服服、手手套套等等安安全全用用品品的的好好材材料料，也也是是优优秀秀的的耐耐高高温温、耐耐腐蚀工业用过滤布。腐蚀工业用过滤布。芳芳香香族族聚聚酯酯纤纤维维特特别别适适合合编编织织渔渔网网、养养殖殖业业围围网网、船船用用绳绳索索，具具有有强强度度大大、不不怕怕潮潮湿湿、使使用用寿寿命命长长、轻轻量量化特点。化特点。在在体体育育用用领领域域，芳芳香香族族聚聚酯酯纤纤维维在在网网球球板板、头头盔盔、雪橇等器材中起增强材料作用。雪橇等器材中起增强材料作用。三、芳香族杂环类纤维三、芳香族杂环类纤维芳芳纶纶(PPTAPPTA纤纤维维)作作为为高高强强度度、高高模模量量纤纤维维首首先先开开发发成成功功，在在产产业业用用纺纺织织品品上上开开发发了了多多种种用用途途，同同时时也也促促进进了了高高性性能能纤纤维维的的发发展展。然然而而PPTAPPTA类类纤纤维维虽虽然然有有高高的的比比强强度度和和比比模模量量，但但单单位位面面积积的的力力学学性性能能比比钢钢丝丝差差，耐耐热热性性也也还还不不够够高高。因因此此从从上上世世纪纪6060年年代代开开始始，美美国国空空军军材材料料试试验验室室考考虑虑从从分分子子结结构构上上引引入入杂杂环环基基团团，限限制制分分子子的的伸伸张张自自由由度度，增增加加主主链链上上的的共共价价键键结结合合能能，就就可可能能大大幅幅度度提提高高纤纤维维的的模模量量、强强度度和和耐耐热热性性。上上世世纪纪8080年年代代初初，它它们们和和塞塞拉拉尼尼斯斯纤纤维维公公司司成成功功的的得得到到了了聚聚苯苯并并咪咪唑唑纤纤维维(PBI)PBI)。以以后后，又又成成功功的的开开发发了了一一系系列列的的杂环聚合物。杂环聚合物。（一）（一）聚对苯撑并双咪唑纤维（聚对苯撑并双咪唑纤维（PBOPBO）1 1、化学结构、化学结构聚聚 对对 苯苯 撑撑 并并 双双 咪咪 唑唑 纤纤 维维（PBOPBO）的结构式如下所示：的结构式如下所示：2 2、PBOPBO纤维性能纤维性能表表PBOPBO纤维的性能纤维的性能 PBO-AS PBO-HM PBO-AS PBO-HM单丝线密度（单丝线密度（textex）0.17 0.17 0.17 0.17密度密度(g/cmg/cm3 3)1.54 1.56)1.54 1.56强度强度(N/tex)3.7 3.7N/tex)3.7 3.7 (GPa)5.8 5.8 (GPa)5.8 5.8模量模量(N/tex)114.4 176.0N/tex)114.4 176.0 (GPa)180 280 (GPa)180 280伸长伸长(%)3.5 2.5(%)3.5 2.5吸湿吸湿(%)2.0 0.6(%)2.0 0.6热分解温度热分解温度()650 650)650 650LOI 68 68LOI 68 68介电常数介电常数100100kHz 3kHz 3介电损耗介电损耗 0.001 0.001目目前前，PBOPBO纤纤维维它它的的强强度度、模模量量、耐耐热热性性和和难难燃燃性性都都比比有有机机纤纤维维的的性性能能好好许许多多，其其强强度度和和模模量量更更超超过过了了碳碳纤纤维维和和钢钢纤纤维维，其其耐耐热热性性比比PBIPBI要要高高许许多多，它它在在火火焰焰中中不不燃燃烧、不收缩而且仍然非常柔软。烧、不收缩而且仍然非常柔软。3 3、应用应用PBOPBO纤纤维维主主要要用用于于耐耐热热的的产产业业用用纺纺织品和织品和纤维增强材料纤维增强材料这两个领域。这两个领域。在在耐耐热热难难燃燃材材料料方方面面，PBOPBO可可用用作作衬衬垫垫，用用于于铝铝型型材材、铝铝合合金金及及玻玻璃璃制制品等的成形过程。品等的成形过程。PBOPBO是优秀的消防服材料。是优秀的消防服材料。在在纤纤维维复复合合材材料料方方面面，它它可可以以替替代代碳碳纤纤维维，用用于于新新型型交交通通工工具具、宇宇宙宙空间器、深海海洋开发等。空间器、深海海洋开发等。其具体用途：其具体用途：PBOPBO纤维纤维 （二）（二）聚苯并咪唑纤维聚苯并咪唑纤维(PBI)PBI)标准准：GA10-2002 GA10-2002 NFPA1976 NFPA1976 EN469 EN469 EN471 EN471 AS4967-2002AS4967-2002。此此款款消消防防战斗斗服服装装抗抗热性性能能极极好好，防防水水透透气气性性能能优良良。轻巧巧舒舒适适，士士当当今今高高档档的的布布质消消防防战斗斗服服之之一一。衣衣服服的的主主体体由由多多层特特殊殊材材料料构构成成，包包括括德德国国PBIPBI的的防防火火布布，阻阻燃燃隔隔热棉棉，TetratexTetratex隔隔水水膜膜和和阻阻燃燃里里布布，采采用用NomexNomex阻阻燃燃线缝制制，主主要要线缝用用双双针埋埋加加以以确确保保牢牢固固，前前襟襟用用拉拉链和和魔魔术贴封封闭，衣衣服服前前襟襟内内侧里里层有有一一口口袋袋，下下摆有有两两个个口口袋袋，带袋袋盖盖并并用用魔魔术贴封封闭，衣衣服服还装装有有对讲机机袋袋，领子子为可可以以翻翻换直直立立式式加加攀攀搭搭，袖袖口口内内装装有有内内袖袖罗纹并并加加魔魔术贴调节大大小小，裤腿腿装装风琴琴工工具具袋袋，银黄黄色色阻阻燃燃反反光光带，确确保保消消防防员的的可可见度度和和工工作作安安全全。用用途途：用用于于消消防防救救火火，道道路路事事故故抢险场合合。颜色色：金金黄黄，藏藏青青 重量：不大于重量：不大于3 3公斤。公斤。1 1、结构、结构聚苯并咪唑纤维聚苯并咪唑纤维(PBI)PBI)的结构式的结构式：2 2、性能、性能 表表PBIPBI纤维的物理性能纤维的物理性能 PBI PBI(PBI PBI(温度化处理温度化处理)强度强度(cN/tex)32.6 20.224.1 cN/tex)32.6 20.224.1 伸长（伸长（%）30 2530 30 2530模量模量(cN/tex)698.5 349.2cN/tex)698.5 349.2密度密度(g/cmg/cm3 3)1.39 1.43)1.39 1.43回潮率（回潮率（%）13.0 15.0 13.0 15.0LOI 41 41LOI 41 41烟雾散发性烟雾散发性 微微 微微收缩性收缩性(700(700，2 2s)50 6s)50 6PBIPBI纤纤维维具具有有一一系系列列的的特特殊殊性性能能，如如耐耐高高温温性性、阻阻燃燃性性、尺尺寸寸稳稳定定性性和和耐耐化化学学腐腐蚀性。蚀性。PBIPBI纤维可耐纤维可耐850850的高温。的高温。PBIPBI在在恶恶劣劣环环境境中中耐耐化化学学腐腐蚀蚀性性很很好好，在在酸酸及及碱碱溶溶液液中中浸浸泡泡100100h h以以上上，其其强强度度保保持持率率达达90%90%，在在150150左左右右的的蒸蒸汽汽下下，经经过过7070h h，纤纤维维强强度度保保持持率率为为96%96%，对对各各种种有有机机溶溶剂剂，几几乎乎不不受受影影响响，其其化化学学稳稳定定性性优优于于芳纶纤维。芳纶纤维。3 3、应用、应用由由于于PBIPBI纤纤维维的的最最大大特特点点是是耐耐高高温温性性，因因此此从从其其诞诞生生起起，就就应应用用于于特特殊殊的的纺纺织织品品，如如宇宇航航服服、飞飞行行服服等等防防护护服装。服装。可可用用于于太太空空飞飞船船中中的的密密封封垫垫、救救生生衣衣，可可以以防防止止身身体被烧伤。体被烧伤。近近年年来来，由由于于石石棉棉纤纤维维的的禁禁用用，需需要要石石棉棉纤纤维维的的替替代代品品，而而PBIPBI纤纤维维则则是是一一种种极极好好的的石石棉棉替替代代纤纤维维，可可应应用用于于金金属属铸铸造造工工序序、玻玻璃璃行行业业等等隔隔热热防防护护材材料料制制品品，如如手手套套、工工作作服服、输输送送带带等等，用用PBIPBI纤纤维维制制成成的的制制品品，其其使使用用寿命比石棉制品长寿命比石棉制品长100100倍。倍。PBIPBI纤维还可用于过滤材料制品。纤维还可用于过滤材料制品。由由于于PBIPBI纤纤维维在在高高温温下下还还具具有有石石墨墨化化的的倾倾向向，因因此此可可用于制造石墨纤维。用于制造石墨纤维。上上世世纪纪7070年年代代以以来来，超超过过22.622.6cN/dtexcN/dtex这这一一类类超超高高强强纤纤维维的的研研制制突突飞飞猛猛进进。在在线线性性聚聚合合物物中中，首首先先获获得得成成功功的的是是刚刚性性链链高高强强高高模模量量纤纤维维，例例如如聚聚对对苯苯二二甲甲酰酰对对苯苯二二胺胺纤纤维维。此此后后的的2020多多年年，各各国国科科学学家家从从理理论论和和实实践践两两个个方方面面进进行行了了大大量量的的研研究究工工作作，终终于于促促使使超超高高强强聚聚乙乙烯烯纤纤维维、超超高高强强聚聚乙乙烯烯醇醇纤纤维维、超超高高强强聚聚丙丙烯烯腈腈纤纤维维等等相相继继诞诞生生并并开开始始了了工工业业化化生生产产。特特别别是是超超高高强强高高模模聚乙烯纤维的发展尤为迅速。聚乙烯纤维的发展尤为迅速。四、高强高模聚乙烯纤维四、高强高模聚乙烯纤维 19891989年年，美美国国的的CelaneseCelanese公公司司和和意意大大利利的的SniaSnia公公司司分分别别推推出出了了注注册册商商标标为为CertranCertran（梭梭穿穿）和和TenforTenfor（推推福福）的的高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维维，此此后后，美美国国、日日本本、荷荷兰兰等等国国家家的的一一些公司也开发了多种此类产品。些公司也开发了多种此类产品。1、结构特点、结构特点高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维维与与常常规规纤纤维维的的不不同同点点在于：在于：尽尽可可能能提提高高聚聚合合体体的的大大分分子子的的相相对对质质量；量；尽尽可可能能提提高高非非晶晶区区缚缚结结分分子子的的含含量量；尽可能减少晶区折叠链的含量；尽可能减少晶区折叠链的含量；尽尽可可能能将将非非晶晶区区均均匀匀分分散散到到连连续续的的结结晶基质中去。晶基质中去。2、纺丝工艺、纺丝工艺一一般般采采用用稀稀溶溶液液或或半半稀稀溶溶液液作作为为分分散散原原液液的的方方法法，所所以以原原料料是是超超高高相相对对分分子子质质量量的的聚聚合合体体，对对初初生生纤纤维维进进行行超超倍倍拉拉伸伸，采采用用凝胶纺丝方法凝胶纺丝方法。凝胶纺丝的基本工艺分两部分：凝胶纺丝的基本工艺分两部分：第第一一部部分分是是把把超超高高强强相相对对分分子子质质量量的的聚聚合合体体溶溶解解成成半半稀稀溶溶液液，使使它它依依次次经经过过脱脱泡泡、过过滤滤、计计量量、纺纺丝丝及及凝凝固固浴浴的的冷冷凝凝，形成含有大量溶液的形成含有大量溶液的凝胶丝条凝胶丝条；第第二二部部分分是是使使凝凝胶胶丝丝条条经经受受超超倍倍热热拉拉伸伸，同同时时去去除除溶溶剂剂。拉拉伸伸之之后后，残残留留在在纤纤维维中中的的溶溶剂剂可可以以用用萃萃取取的的方方法法除除去去，也也可可以以在在超超倍倍热热拉拉伸伸之之前前，先先进进行行萃萃取取，去去除除溶剂后进行整个凝胶纺丝。溶剂后进行整个凝胶纺丝。3 3、性能、性能(1)(1)、高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维维具具有有良良好好的的力力学学性能。性能。其其强强度度在在27.243.527.243.5cN/dtexcN/dtex（2.23.5GPa2.23.5GPa）范范围围内内，它它的的断断裂裂伸伸长长率率为为3%6%3%6%。由由于于具具有有较较高高的的断断裂裂伸伸长长率率，因因此此材材料料的的断断裂裂比比功功是是大大的的，其其断断裂裂比比功功大大于于碳碳纤纤维维、玻玻璃璃纤纤维维和和芳芳纶纶纤维等。纤维等。高高 强强 高高 模模 聚聚 乙乙 烯烯 纤纤 维维 的的 密密 度度 为为0.970.97g/cmg/cm3 3。相相对对于于其其它它材材料料如如碳碳纤纤维维、玻玻璃璃纤纤维维、芳芳纶纶、硼硼纤纤维维、钢钢纤纤维维、尼尼龙龙等等，其比强度和比模量明显的高许多。其比强度和比模量明显的高许多。高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维维还还具具有有很很高高的的勾勾结结和和结结节节强强度度，由由于于其其具具有有较较好好的的柔柔曲曲性性能能，具具有有良良好好的的耐耐疲疲劳劳性性和和耐耐摩摩擦擦性性。因因此此，其其适适应应于于现现行行的的纺纺织织加加工工艺，如加捻、机织、针织等。工工艺，如加捻、机织、针织等。表表各种纤维的勾结强度和结节强度各种纤维的勾结强度和结节强度勾结强度勾结强度（cN/dtexcN/dtex）结节强度结节强度（cN/dtexcN/dtex）高强聚乙烯高强聚乙烯 15.2425 13.0720.67 15.2425 13.0720.67聚酰胺聚酰胺 10.8918.50 7.629.80 10.8918.50 7.629.80碳纤维碳纤维 0.11 0 0.11 0聚酯纤维聚酯纤维 7.628.71 4.905.99 7.628.71 4.905.99尼龙尼龙6 7.628.71 5.997.626 7.628.71 5.997.62聚丙烯聚丙烯 7.628.71 4.905.99 7.628.71 4.905.99高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维维具具有有良良好好的的耐耐冲冲击击性性能能。它它的的耐耐冲冲击击性性能能高高于于聚聚酯酯纤纤维维和和芳芳纶纶，远远高高于于碳碳纤纤维维，仅仅低低于于聚聚酰酰胺胺纤纤维维，但但其其受受高高速速冲冲击击时时吸吸收收的的能能量量是是芳芳纶纶和和尼尼龙龙的的2 2倍倍左左右右，因因此此，这这种种性性能能完全符合作防弹材料。完全符合作防弹材料。（2 2）、高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维维具具有有优优良良的的耐耐光性光性。相相对对于于其其它它纤纤维维，高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维维的的耐耐光光性性是是最最好好的的一一种种。如如经经过过15001500小小时时光光照照后后，芳芳纶纶、聚聚酯酯和和尼尼龙龙纤纤维维的的强强度度保保持持率率都都在在50%50%以以下下，而而高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维的强度保持率还有维的强度保持率还有60%60%左右。左右。(3)(3)、高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维维具具有有优优良良的的耐化学腐蚀性。耐化学腐蚀性。在在 强强 酸酸、强强 碱碱 中中 长长 时时 间间 浸浸 渍渍（20002000小小时时）后后，芳芳纶纶的的强强度度下下降降得得十十分分厉厉害害，几几乎乎只只有有原原强强度度的的20%20%左左右右，相相反反，高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维维不不管管在在什什么介质中，其强度都能保持在么介质中，其强度都能保持在90%90%以上。以上。（4 4）、高强高模聚乙烯纤维的热性能）、高强高模聚乙烯纤维的热性能 普普通通聚聚乙乙烯烯纤纤维维的的熔熔点点为为134134，而而高高强强聚聚乙乙烯烯纤纤维维由由于于大大分分子子高高度度取取向向，其其熔熔点点上上升升了了10201020。测测定定时时，如如加加在在纤纤维维上上的的张张力力大大，其其熔熔点点就就高高；若若不不加加张张力力，则则熔熔点点就就只只有有144144。其其耐耐热热性性较较差差，如如在在8080时时，其其强强度度和和模模量量大大约约损损失失30%30%。高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维维可可短短时时间间接接近近熔熔点点附附近近，在在130130条条件件下下保保持持3 3小小时时，其其强强度度大大部部分分还还可可以以保保持持，这这种种情情况况已已经经基基本本满满足足加加工工复合材料时工艺温度的需要。复合材料时工艺温度的需要。(5)(5)、高强高模聚乙烯纤维蠕变性能、高强高模聚乙烯纤维蠕变性能 高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维维有有相相当当的的蠕蠕变变行行为为，其其中中凝凝胶胶纺纺丝丝时时所所用用的的溶溶剂剂对对纤纤维维的的蠕蠕变变影影响响差差异异很很大大。若若采采用用易易挥挥发发性性溶溶剂剂，则则纤纤维维中中溶溶剂剂的的残残留留量很小，相应的蠕变就小。量很小，相应的蠕变就小。（6 6）、高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维维的的其其它它性性能能高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维维与与普普通通聚聚乙乙烯烯纤纤维维一一样样，几几乎乎不不吸吸湿湿。因因此此，其其具具有有良良好好的的耐耐水水性性能能和和耐耐湿湿性性能能。高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维维介介电电常常数数较较低低，导导电差，具有良好的电绝缘性能。电差，具有良好的电绝缘性能。4 4、高强高模聚乙烯纤维的用途、高强高模聚乙烯纤维的用途（1 1）、绳绳索索类类。由由于于聚聚乙乙烯烯强强度度高高、模模量量高高、密密度度小小、耐耐腐腐蚀蚀性性好好，因因此此特特别别适适合合于于作作海海洋洋航航行行用用绳绳索索。它它的的绳绳索索的的断断裂裂长长度度达达336336kmkm，是是芳芳纶纶2 2倍倍。无无论论是是降降落落伞用绳或海底层矿产开发，均以高强聚乙烯为首选。伞用绳或海底层矿产开发，均以高强聚乙烯为首选。（2 2）、防防弹弹材材料料。由由于于高高强强高高模模聚聚乙乙烯烯纤纤维维具具有有优优良良的的吸吸收收冲冲击击的的本本领领，纤纤维维的的可可加加工工性性好好及及特特别别小小的的密密度度使使它它在在作作防防弹弹或或防防切切割割衣衣服服方方面面具具有有其其他他纤纤维维无无法法比比拟的优点。拟的优点。（3 3）