特种工程塑料聚氨基双马来酰亚胺(简称PPTA)介绍

HEATS

　　聚对苯二甲酰对苯二胺,英文名Poly(P-Phenylene terephthalamide)，简称PPTA

　　(一)发展史

　　美国杜邦公司最早开发出聚间苯二甲酰间二胺(Nomex)纤维，1972年又成功地开发了聚对苯酰胺(Kevlar-29)和聚对苯二甲酰对苯二胺(Kevlar-49)纤维。1979年美国消费芳族聚酰胺的数量7000吨。目前，美国杜邦公司拥有三大家Kevlar纤维生产厂家，即：美国里满德工厂年产能力2万吨；英国梅唐工厂年产能力7000吨；东丽•杜邦公司的日本东海工厂年产能力2.5万吨。

5 L% e- J0 g3 ]

　　荷兰阿克苏公司和杜邦公司的专利纠纷解决后，阿克苏公司积极开发芳族聚酰胺Twaron纤维，建有5000吨生产装置。计划1992年扩大到7000吨。该公司还打算和住友化学公司合作在日本建设芳族聚酰胺工厂。日本帝人公司在松山工厂生产Technora芳酰胺纤维，该公司准备与德国赫斯特公司合作在德国生产芳酰胺纤维。目前全世界聚对苯二甲酰对苯二胺纤维产量约6万吨。

7 i* Q8 ~* F" L) {" Y

　　(二)要生产方法

　　1.树脂生产

, ]: i# H. Z7 x7 c4 T% p

　　在装有N-甲基吡咯烷酮的聚合釜中,加入氯化铝(为投料量的1.2～1.8%)及吡咯(吡咯/对苯二胺=0.6～1.2摩尔),然后加入对苯二胺,溶解后分两步加入对苯二甲酰氯粉末(对苯二胺浓度为0.20～0.45摩尔/升,酰氯过量0.30～2.5%),在氮气保护、常压下进行搅拌反应,反应温度维持在-5℃～80℃,聚合物特性粘度为5.5～6.0.

1 `% L, a$ I4 o& z" W3 J u' E

　　2.纺丝

5 r( {/ f& |) E$ \, {8 f1 ~ " Z0 N2 P. S8 S( ]2 ?& U0 ^2 \8 f; C4 a

　　Kevlar纤维是采用聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)漆制备而成。PPTA是对-苯二酰胺和-苯二酰氯缩合反应的产品。将PPTA溶解于热浓硫酸中，直到液晶固体浓度打20重量%止。PPTA-硫酸溶液通过干喷丝醉喷到混凝浴中(干喷-湿纺)。然后，用氢氧化钠水溶液中和纤维，继之水洗，干燥，制成Kevlar纤维。

　　(三)理化性能

' p1 C7 R- k" {4 l

　　1.树脂性能

A) Q6 |/ P: J

　　　　特性粘度≥4.5

6 e* \3 C5 M9 \

　　　　灰分≤500ppm

, U7 W- X+ J+ W9 e( ~1 J4 Q

　　　　色泽淡黄

4 O9 {4 i$ Y5 X/ C M8 R . l$ l( s$ l6 d, _2 F

　　2.纤维性能

) { n# @: O4 Y% \" L" F0 J

　　　　原丝热处理丝

6 i: u: j/ z8 i, e* y

　　　　拉伸强度2.8Gpa 2.8GPa

: b% F( N% \' |

　　　　伸长率5.76% 3.5%

( s$ ~, D4 }/ d, e" z

　　　　弹性模量51～64Gpa≥96GPa

　　　　相对密度1.44 1.45

　　3.热性能

; X( j2 a# U7 N' s c

　　聚对苯二甲酰对苯二胺具有超高强度、超高模量、耐高温和低密度等特性。其原丝及热处理丝的热失重情况见表

$ E7 c: q% O# c

　　(四)应用领域

! i" y- O) @8 a( s: k1 l

　　聚对苯二甲酰对苯二胺纤维可用作船舶和气球的系留绳、渔具和采集资源用的牵引绳、游艇帆布、滑翔回收飞船、防弹西装背心和赛马服等防护服。还可用于复合材料的增强纤维，如用作轮胎帘布和皮带帘布等。此外，还可用于飞机、汽车、体育用品等。我国生产的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维已成功地用于导弹、飞机、汽车、光缆加强件、赛艇、弓箭、羽毛球等体育器材。

　　(五)开发动向

( d# a8 ]; b+ T: k* x) n; \ 5 s+ U- P& w; T: ]$ S, d$ t8 r8 Z

　　高强度、高模量、低密度芳酰胺纤维，今后仍将继续向超高强度、超高模量、低密度的方向发展。就聚合体制备而言，连续挤出聚合是发展方向，但需要解决分子量控制问题。如何做得分子量分布均匀的聚合体仍是需要努力解决的问题。此外，降低原料成本，降低纤维价格，也是当务之急。只有降低价格，提高质量，才更具有竞争能力。

　　我国的芳纶-Ⅱ型、美国杜邦公司的Kevlar、荷兰阿克苏公司的Twaron和日本帝人公司的Technora，产品性能的比较见表

* x) F n" W3 {' d

　　聚酰亚胺

i% x# q) Z' K/ v4 y( S& R- N

　　介绍：聚酰亚胺是分子结构含有 酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物，英文名Polyimide(简称PI)，可分为均苯型PI，可溶性PI，聚酰胺-酰亚胺(PAI)和聚醚亚胺(PEI)四类。

5 o" _& U9 t) P2 i+ i4 S 4 n3 y% h+ W$ K8 F5 l* w2 p

　　PI是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一，有的品种可长期承受290℃高温短时间承受490℃的高温，另外力学性能、耐疲劳性能、难燃性、尺寸稳定性、电性能都好，成型收缩率小，耐油、一般酸和有机溶剂，不耐碱，有优良的耐摩擦，磨耗性能.

/ k: a0 e- u' u6 u: y/ O4 I' Y: }8 A7 m

　　PI成型方法包括压缩模塑、浸渍、注塑、挤出、压铸、涂覆、流延、层合、发泡、传递模塑。

　　PI在航空、汽车、电子电器、工业机械等方面均有应用，可作发动机供燃系统零件、喷气发动机元件、压缩机和发电机零件、扣件、花键接头和电子联络器，还可做汽车发动机部件、轴承、活塞套、定时齿轮，电子工业上做印刷线路板、绝缘材料、耐热性电缆、接线柱、插座、机械工业上做耐高温自润滑轴承、压缩机叶片和活塞机、密封圈、设备隔热罩、止推垫圈、轴衬等。 【MechNet】

6 p6 y1 ?; u/ t3 }+ o/ W1 U% c