特威隆英语Twaron(Twaron)和克维拉(Kevlar)的结构,两者都是芳香聚酰胺,由聚对苯二甲酰对苯二胺(p-phenylene terephthalamides , PPTA)制得

芳香族聚酰胺纤维(简称芳纶)是一类耐热且强力的合成纤维。它们被用于航空航天和军事应用,弹道级防弹背心织物和弹道复合材料,自行车轮胎,船用绳索,船体加固,和一种石棉替代品[1]。这个名字是“芳香性聚酰胺”的混成词名称。 纤维中的链分子沿纤维轴高度取向。 结果,与许多其他合成纤维相比,更高比例的化学键对纤维强度的贡献更大。 芳纶具有非常高的熔点(> 500°C)。

它们是经由聚间苯二甲酰间苯二胺poly-metaphenylene isophthalamides , MPIA)经纺丝制得的。此种纤维耐热性及绝缘性能很好,而且工作化学性能稳定,对于弱酸,弱碱及大部分有机溶剂有很好的抵抗性。

缺点

耐光性差。如果在日光的暴晒下维持一年则它的强度(单位截面积下的张力)会下降50%。所以通常需要加入耐光剂去防止此情况。

历史及应用

美国杜邦公司在1967年以氯化钙作用,开发出聚间苯二甲酰间苯二胺纤维(HT-1纤维),定商品名“Nomex英语NOMEX[2]。其他,如特威隆英语Twaron纤维(Twaron)或克维拉纤维(Kevlar)等。

根据孟山都公司和拜耳公司早期的研究,杜邦阿克苏诺贝尔公司在1960年代和1970年代也开发了具有更高强度弹性模量的对位芳纶纤维,这些纤维均得益于人造丝,聚酯和尼龙加工的知识。

制造软式装甲

多层连在一起可以制造拆弹专家用的软式装甲,这种装甲能令军人受到保护时同时仍能动作灵活。[3]

生产方法

主要是以氢氧化钙中和聚合溶液然后再其静态混合器中混入苯胺等链终止剂以制得纺丝原液。之后则用湿法或干法的纺丝方法而制成纤维

或以三氯化硼化学蒸气沉积法处理:

2BCl3(g) + H2(g) = 2B(s) + 6HCl(g)

在以一条直径约10μm的丝,作为基底使原子沉积在钨丝上,以形成硼纤维。

参考资料

注脚

  1. ^ Hillermeier, Karlheinz. Prospects of Aramid as a Substitute for Asbestos. Textile Research Journal. 1984, 54 (9): 575–580. doi:10.1177/004051758405400903. 
  2. ^ James A. Kent (编). Handbook of Industrial Chemistry and Biotechnology. Springer. 2006: 483. ISBN 978-0-387-27842-1. 
  3. ^ DISCOVERY军工厂第2集

延伸阅读

  • J A Reglero Ruiz; M Trigo-López; F C Garcia; J M Garcia. Functional Aromatic Polyamides. Polymers. 2017, 9 (12): 414. doi:10.3390/polym9090414. 
  • JWS Hearle. High-performance fibers. Woodhead Publishing Ltd., Abington, UK – the Textile Institute. 2000. ISBN 978-1-85573-539-2. 
  • Doetze J. Sikkema. Manmade fibers one hundred years: Polymers and polymer design. J Appl Polym Sci. 2002, (83): 484–488. 
  • Kh. Hillermeier & H.G. Weijland. An aramid yarn for reinforcing plastics. Plastica. 1977, (11): 374–380. 
  • DuPont and Teijin to expand aramid production – September 2004