1 第二章 芳香族聚酰胺纤维 全芳香族聚酰胺英文名为Aramid，是美国联邦通商委员会于1974 年定名的，泛指至少含有85％的酰胺键和两个芳环相连的长链合成聚酰胺，由此类聚合物制得的纤维称为芳香族聚酰胺纤维(Aramid fiber)，这就是全芳香族聚酰胺区别于通常的脂肪族聚酰胺（如尼龙）之处。在我国此类纤维被称作芳纶。芳香族聚酰胺纤维具有优异的耐热性、耐化学性。一些芳香族聚酰胺纤维还具有出色的机械性能。 与脂肪族聚酰胺纤维类似，芳纶可分为两大类：一类是由对氨基酰氯缩聚而成，通式为： 如聚对苯甲酰胺纤维（PBA）。 一类是由芳香族二胺和芳香族二酰氯缩聚而成，通式为： 其中 Ar1 和Ar2 可相同或不同，可以是苯环，萘环甚至杂环，其中最重要的是间苯二甲酰间苯二胺（PMIA）纤维和对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维，上述两种纤维在我国分别被称为芳纶1313 和芳纶1414。 第一节 发展历史 十九世纪 60 年代，杜邦公司的纺织纤维前沿实验室致力于低温溶液聚合过程的研究，这种聚合方法特别适用于以胺类或胺＋盐类无水溶剂为反应介质的芳香族聚酰胺的制备。最初的芳香族聚酰胺以高熔点、低结晶度和耐溶剂性为主要特征，以间位聚合物为主，1962 年实现了 Normex® 的工业化，此纤维的纺织性能与棉纤维相似，但因其优异的耐热、耐燃性而广泛应用于消防服、高温过滤材料和电绝缘纸等领域。 此后，制备同时具有优异耐燃性和力学性能的纤维，成为科学家们努力的目标。其中，各向异性芳香族聚酰胺的发现成为关键。1965 年，美国杜邦公司的科学家 S.L.Kwolek 在研究聚对苯甲酰胺时发现当聚合物溶液浓度在10～15％时流动性变好，搅拌时有乳光，完全不同于粘稠的各向同性溶液，用干喷湿纺法纺丝，无需拉伸就可得到高取向度的纤维，经过热处理成为高强高模的耐高温纤维。这种液晶纺丝法得到了广泛地应用，其中，最为人们所熟悉的是由Herbert Blades发现的聚对苯甲酰胺(PBA)和聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)。此后杜邦公司开始了液晶纺丝法制芳香族聚酰胺的工业化进程，最初的PBA 和PPTA 统称为B 纤维。1971 年建成年产 250 吨中试厂。从此以 Kevlar® 为商品名的PPTA 纤维蓬勃发展。荷兰阿克苏公司的Twaron® 纤维也属此类，主要品种及其分子式见表 2.1。 表 2.1 芳香族聚酰胺的主要品种 名称 分子式 聚对苯二甲酰对苯二胺 (PPTA) CCNHNHOOn 聚间苯二甲酰间苯二胺 CCNHNHOOn NH2 Ar1[]nCOClNHCOAr1HCl2HCl[]NH...
