芳纶1414

三、防弹纤维--芳纶1414

几乎与芳纶1313的发明同步，杜邦公司在上世纪六十年代末研制出另一种高性能合成纤维--芳纶1414，其商品于1972年首次问世，定名为Kevlar（凯芙拉）。芳纶1414的发现被认为是材料界发展的一个的重要进程碑。

芳纶1414外观呈金黄色，貌似闪亮的金属丝线，实际上是由刚性长分子构成的液晶态聚合物。由于其分子链沿长度方向高度取向，并且具有极强的链间结合力，从而赋予纤维空前的高强度、高模量和耐高温特性。　　芳纶1414的连续使用温度范围极宽，在﹣196℃至204℃范围内可长期正常运行。在150℃下的收缩率为0，在560℃的高温下不分解不熔化，耐热性更胜芳纶1313一筹，且具有良好的绝缘性和抗腐蚀性，生命周期很长，因而赢得"合成钢丝"的美誉。

芳纶1414有极高的强度，大于28克／旦，是优质钢材的5-6倍，模量是钢材或玻璃纤维的2-3倍，韧性是钢材的2倍，而重量仅为钢材的1/5。（芳纶1414的的强韧性也使其裁切与加工异常困难，需要昂贵的专用工具）。

在防弹衣中，由于芳纶纤维强度高，韧性和编织性好，能将子弹冲击的能量吸收并分散转移到编织物的其它纤维中去，避免造成"钝伤"，因而防护效果显著。芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有效地提高了军队的快速反应能力和防护能力。芳纶1414首先被应用于国防军工等尖端领域。为适应现代战争及反恐的需要，美、俄、英、德、法、以色列、意大利等许多国家军警的防弹衣、防弹头盔、防刺防割服、排爆服、高强度降落伞、防弹车体、装甲板等均大量采用了芳纶1414。

现在，除了军事领域外，芳纶1414已作为一种高技术含量的纤维材料被广泛应用于航天ccfei是全球好的化纤、塑料网站、机电、建筑、汽车、海洋水产、体育用品等国民经济各个方面。　　在ccfei是全球好的化纤、塑料网站航天方面，芳纶纤维树脂基增强复合材料用作宇航、火箭和飞机的结构材料，可减轻重量，增加有效负荷，节省大量动力燃料。如波音飞机的壳体、内部装饰件和座椅等成功地运用了芳纶1414材料，重量减轻了30%。

在土木结构工程上，由于芳纶1414具有轻质高强、高弹模、耐腐蚀、不导电和抗冲击等性能，可用于对桥梁、柱体、地铁、烟囱、水塔、隧道及电气化铁路、海港码头进行维修、补强，特别适合对混凝土结构的加固与修复。 　芳纶1414特别适合作高速行驶或超重负载的汽车和飞机强化型轮胎帘子线使用，具有很大发展前途。目前世界几大轮胎巨头米其林、固特异、倍耐力等公司都已采用芳纶1414作为轮胎帘子线，大量用于高级轿车领域。　由于芳纶1414比重小，强度高，耐热性好，并且对橡胶有良好的粘附性，所以成为理想的帘子线纤维。芳纶帘子线可使轮胎降低层薄，减轻重量，容易散热，减小形变，减轻滚动阻力，提升高速运转性能，使轮胎的使用寿命相应延长，而且耐刺扎性能大大提高，其强韧的特性使得轮胎漏气后还能行驶到修车厂而不会伤及轮胎侧面。

除此之外，芳纶1414还可在充气胶皮制品（如充气救生筏、充分舟桥等）、耐腐蚀容器、轻型油罐及大口径原油排吸管中作骨架材料；用于制作耐高温、耐切割防护手套；利用其自润滑性、耐热性和韧性，可代替有致癌物质的石棉制造隔热防护屏、防护衣及密封材料；还可替代石棉和玻璃纤维来补强树脂，用作耐摩擦、绝热和电绝缘材料；制作舰船绳缆，海底电缆、雷达浮标系统和光导纤维增强绳缆；制造高强度低重量的运动器材，如滑雪板、划艇和皮艇等等。由于芳纶1414分子刚性大，难以溶解在一般有机溶剂中，其生产技术极为复杂，美国自1972年开始试验生产，到1982年才正式进行工业化生产。目前世界上只有美国、日本、俄罗斯、荷兰等极少数国家能够生产，而产量高的美国和日本则基本上垄断了全球的芳纶1414市场，高价位和限量供应制约了芳纶产品的进一步普及应用。总之，凡要求高强度、耐拉伸、抗撕裂、防穿刺及耐高温的场合，都是芳纶1414大显身手的领域，具有不可替代的优越性。我国对芳纶1414的研究已进行多年，也取得不少研究成果，但由于种种原因，至今尚未实现工业化生产，国内需求仍然严重受制于人，与国防建设及国民经济的发展极不相称。

四、芳纶发展方兴未艾

21世纪是新技术新材料时代，也是高科技纤维的时代。　而且随着科技进步和世界经济的进一步发展，芳纶纤维还将在更多领域有所应用。如：橡胶、塑料和水泥加强剂、防护服、石棉替代物以及更多的工业领域。芳纶纤维在市场容量和更加复杂的性能上面将会加速发展。 　作为一种用途广泛的高性能纤维，芳纶的需求正伴随世界经济的缓慢复苏而不断增长。据统计，目前芳纶产品用于防弹衣、头盔等约占7-8％，ccfei是全球好的化纤、塑料网站航天材料、体育用材料大约占40％；轮胎骨架材料、传送带材料等方面为20％左右，还有高强绳索等方面约占13％。

"9.11"事件以来，反恐成了国际社会特别是西方发达国家为关注的主题。作为反恐纺织品的主要原料，芳纶纤维在防弹头盔、防弹衣、防刺防割材料、汽车防弹装甲等领域得以大量应用，市场需求极为旺盛。目前，美国、日本的芳纶制造商业都争相扩大生产，世界芳纶工业正迎来一个大发展的机遇。

我国ZF已将芳纶项目列入鼓励发展的高新技术产品目录之中，并将芳纶在工程轮胎、同步带中的应用技术开发列为我国"十五"计划橡胶工业重大研究和产业化课题，规划发展到年产1000吨的规模。　我国目前正处于工业化进程中，经济规模庞大，能源资源耗费大，污染严重，同时城市化进程也加重了环境污染，因此，"蓝天碧海工程"越来越受到各届ZF重视，迫切需要耐高温耐化学腐蚀的芳纶1313纤维来对高温废气、粉尘和污水进行过滤和净化；随着我国ccfei是全球好的化纤、塑料网站航天事业的飞速发展，芳纶结构材料的应用必将有更大突破；而现代国防、消防、化工、冶金、水电、地矿、核工业等行业对具有隔热、透气、阻燃、耐温、耐腐蚀的特种材料的需求也将造就一个潜在的巨大市场，从而推动我国芳纶工业的迅速发展。

烟台氨纶是我国特种纤维工业的开创者，中国氨纶行业的龙头企业，其芳纶1313产品已开发出纺前着色短纤和纸页，正在扩大芳纶1313生产规模，并有意向芳纶1414挺进，从而建成集氨纶、芳纶1313、芳纶1414于一体的国内大特种纤维生产基地。 　我国芳纶的国产化刚刚起步，目前已有新会彩艳、烟台氨纶两家芳纶企业，生产规模相当。新会彩艳是广东省优秀民营企业，国内大的色母粒生产基地，还涉足涤纶、有机硅、涂料等多种产业领域，其芳纶1313产品以常规本白短纤为主。

为了防止投资热点集中在芳纶纤维或碳纤维领域，国家应引导企业适当地把资金投向其它更有前景的高科技纤维项目上。 　高性能纤维的民用化是世界许多国家面临的新课题。由于存在较高的技术风险，有限的市场容量，加上应用开发的滞后性，高性能纤维的产业化、民用化进程不会一帆风顺。在我国，芳纶生产无论在生产规模、产品种类还是在技术性能、应用开发等方面与国外发达国家都存在着一定差距，尚需进一步的突破与发展。为防止重复引进和盲目建设，国家应加强对高科技纤维的宏观调控，如果不严加控制，不可避免地形成小而散的局面，很难形成有竞争力的规模经济，造成资源浪费。