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聚对苯甲酰胺,英文名Poly(p-benzamide)，简称PBA 5 O6 B( ^+ x; @$ f$ W) J' v$ b' i
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(一)发展史 3 m7 {/ W. \' g% g
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美国杜邦公司于1916年首先介绍芳族聚酰胺-聚间苯二甲酰间苯二胺(Nomex)纤维，1970年介绍了聚对苯酰胺(Fibre B或PRD-49)，1972年又介绍了较韧性的聚1，4-苯撑对苯二酰胺(Kevlar 49)纤维，分析表明Kevlar纤维为代表。 5 C2 Z8 B# u4 g s
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1977年我国开始研制聚对苯酰胺，1990年上海市合成树脂研究所完成年产3吨中试鉴定。
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4 T- R& V# `/ P. L (二)主要生产方法 4 R" \3 n4 a+ ]& | I
L9 q8 N' I- @" e- @% A 1.树脂生产 ( ^" _! E) r# S' U" S
4 x! `1 r3 s4 X$ s( l$ K! R* X+ d 以对氨基苯甲酸为单位、N-甲基吡咯烷酮为溶剂，在催化剂、助催化剂存在和80～90℃的条件下，反应3小时。然后，将物料沉析到酒精中，用水洗涤树脂，干燥，即可得到纺丝用树脂。树脂的特性粘度控制在1.8～2.2范围内。 , v+ M# e$ N6 E& [5 I
, Z1 m; X1 Y( U2 ] 2.液晶浆液的制备
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q6 O- U4 }# t" c; q' C 将芳纶-I树脂溶解在含有4～6%助溶剂的有机溶剂(二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮)中，聚合物浓度控制在9～10%左右，即可得到光学上各向异性的液晶浆液。
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3.湿法纺丝 4 |: c# k* `7 k @5 P; O- R
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将上述液晶浆液过滤，置于贮料筒中脱泡24小时，纺丝液经纺丝计量泵计量后，再经过滤器送至喷丝头，通过Φ0.05～0.08×500～1000孔纺丝帽，以每分钟10～20米的速度从喷丝孔喷入到凝固浴中。凝固浴为20～40%的有机溶剂水溶液，温度为40～50℃。从凝固出来的纤维经水充分洗净，干燥后，即得芳纶-I原丝。原丝在惰性气体中(3～5升/分，500～550℃)热处理3～5秒，即得到芳纶-I纤维。 ' f0 m8 A/ d. x, h% f: _( |
+ ?, M: F: F: n: N8 m- D (三)理化性能
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* G( m# Y; { g% g! E 1.物理性能
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8 Y0 r- v: I) \6 f6 @4 Z" M 纤维色泽：淡黄色
6 E( R6 i. d/ v5 \8 i. [# p* o% B. \6 g# n( @: A& k& E, K
相对密度：1.4655g/cm3
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[! a2 |) ]8 l9 ~7 g$ c 复丝旦度：1000～1500旦 + H' F: ^1 v2 K5 L6 N, b
: A y: G7 g* m3 E 细度：1.0～1.5旦
, y: v8 F3 I: s1 B1 F" o2 b7 t8 q) g5 t4 x, u/ k6 a! A7 C! F
复丝强度：2337～2585Mpa " @! H5 W1 b( J& L+ b' I9 z# Y
! f0 P% L6 I* Q/ W# u3 B& J6 U 伸长率：1.5～2.5% + |2 U# s& T" l( A$ p1 p
& C$ x9 \; q1 q1 s/ ? 弹性模量：＞147Gpa 0 }" q0 r, B9 A4 l. [
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芳纶-I性能接近Kevlar-149的性能，两者比较如表 - O/ V! j' c3 P/ r1 I/ d/ k$ P
$ e: B; f4 i4 F7 Z0 i7 U0 G# N 2.热性能
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芳纶-I与Kevlar-49浸渍环氧树脂后耐热稳定性相近，未涂环氧树脂则芳纶-I的热稳定性优于Kevlar-49。 % Q% G3 c# a4 ?* V" j; y
# X. H# I% m4 U. D8 i+ l
芳纶-I在280℃空气中恒温老化100小时，性能基本没有变化。 |- W" ~" u7 e, r4 V
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芳纶-I在320℃的恒温热老化性能见表 0 r% e6 T- o6 p' D
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(四)应用领域 1 o# I5 X; ^7 ?; s% Q# K) u, I
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聚对苯酰胺纤维是一种高强度、高模量、低密度的芳核酰胺纤维。其纤维密度(1.42～1.46g/cm3为玻璃纤维的60%，为碳纤维的80%，拉伸强度3.4～4.1Gpa，拉伸模量82.7～137.9Gpa，压缩强度仅为拉伸强度的20%，显示出延展性，可以压缩和弯曲，能够吸收能量。它广泛用于热塑性塑料和热固性塑料的增强，是尖端复合材料的高效增强剂。典型应用包括：
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1.导弹、核武器、宇航等军用复合材料。可大幅度减轻自重，提高射程和载荷能力。
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2.利用其超刚性、低密度性能，用其复合材料作雷达罩及天线骨架。
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& d1 M; R7 c1 i& ?! r. o( ] 3.用其复合材料做飞机的地板材料、整流罩、机体门窗、内装饰等结构材料。
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* k1 r3 b' J" z. n m, I8 h 4.利用其高强度和低伸长率特性作光缆、电缆、海洋电缆等的增强骨架材料。 2 P1 _6 j- |9 G) ]
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5.体育器材。成功地用以制作赛艇、桨、羽毛球拍等。 2 B& V8 Q7 z6 ?5 |( Z
" e& G) L: N9 F7 r3 @% n$ W3 q8 ^ 6.各种高温、耐磨的盘根、刹车片等。
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7.橡胶制品。用以制作超高压管、齿型带、三角带等。【MechNet】
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发表于 2010-9-12 16:49:10
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