【科普知識】間位芳綸的制造、性能與應(yīng)用

性能優(yōu)異應(yīng)用廣闊

間位芳綸MPIA（poly-m-phenyleneisophthalamide）是一種出色的阻燃耐熱纖維，同時還具有令人滿意的綜合物理性能、耐惡劣環(huán)境的工作性能以及優(yōu)良的可加工性能。這些性能使得間位芳綸制品能夠在很多要求苛刻的防護(hù)場合起到獨特的作用。該纖維由美國杜邦公司在20世紀(jì)60年代首先研制成功，1967年以商品名Nomex推向市場。分子中帶有兩個剛性的苯環(huán)，因而大大提高了其耐熱性。其主要用途是制作熱防護(hù)服、濾材和阻燃裝飾布，應(yīng)用于軍事、消防等領(lǐng)域。

間位芳綸即聚間苯二甲酰間苯二胺纖維，具有長久的熱穩(wěn)定性，可在200℃高溫下長期使用而不老化，具有極佳的尺寸穩(wěn)定性。間位芳綸具有本質(zhì)阻燃性，其極限氧指數(shù)值＞28%，在空氣中不會自燃、融化，也不會產(chǎn)生熔滴，離焰自熄。它的電絕緣性優(yōu)良，以其制成的絕緣紙耐擊穿電壓可達(dá)20kV/mm；間位芳綸的耐腐蝕性能非常優(yōu)越，耐輻射性能也十分優(yōu)異。此外，間位芳綸還具有低剛性、高延長性，能用常規(guī)紡織機械進(jìn)行加工。

工藝研究探索不斷

間位芳綸及絕緣紙制造的主流程涉及前后43道工序、128個單元，生產(chǎn)工藝的控制非常嚴(yán)苛，否則即會因為整體/局部不等當(dāng)量和擴(kuò)散控制不等當(dāng)量出現(xiàn)副反應(yīng)，造成聚合體相對分子質(zhì)量低、相對分子質(zhì)量分布寬等問題。為穩(wěn)定生產(chǎn)質(zhì)量、實現(xiàn)量產(chǎn)化，目前已開發(fā)有特殊雙螺桿反應(yīng)裝備，該裝備集連續(xù)聚合、中和、穩(wěn)定漿液pH值、后序溶解、脫泡、輸送于一體。除了纖維制備方面的探索，還致力于研究芳綸的染色問題。

有色芳綸紗

由于間位芳綸分子結(jié)構(gòu)緊密、結(jié)晶度高，小分子染料很難進(jìn)入纖維大分子內(nèi)部，導(dǎo)致染色困難，這阻礙了間位芳綸的發(fā)展和應(yīng)用。因此國內(nèi)外對間位芳綸有色纖維的制備做了大量研究，主要方向是改進(jìn)間位芳綸的染色性能和采用原液著色等方法。

目前研究有多級逐步凝固新工藝生產(chǎn)芳綸色絲，利用聚合體/溶劑/助溶劑/著色劑的四元紡絲漿液紡絲細(xì)流在三元凝固體系中的擴(kuò)散凝固機理，采用多級逐步凝固新工藝，形成適度皮層，使顏料顆粒保留在纖維內(nèi)，不污染凝固浴。由該多級逐步凝固新工藝可制得具有圓形截面、結(jié)構(gòu)致密的有色間位芳綸，使纖維力學(xué)性能進(jìn)一步提高。

此外，業(yè)界還展開有初生纖維著色、間位芳綸沉析纖維制備技術(shù)、異形纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控等多方面的研究和探討。

芳綸紙蜂窩備受關(guān)注

繼芳綸受到安防、過濾等領(lǐng)域的關(guān)注，芳綸紙蜂窩現(xiàn)在也成為各界關(guān)注的焦點——芳綸紙蜂窩是裝備輕量化的主要發(fā)展方向。裝備制造的輕量化可有效減少對能源的消耗，芳綸紙蜂窩質(zhì)量輕，還具有較好的力學(xué)性能，阻燃性能、熱穩(wěn)定性能，電絕緣性能等優(yōu)點。它的應(yīng)用可以大大減輕裝備制造的重量，進(jìn)而降低能耗，減少對環(huán)境的污染。芳綸紙具有優(yōu)異的機械性能、熱穩(wěn)定性能、阻燃性能、耐化學(xué)腐蝕性能、耐輻射性能及良好的熱絕緣和電絕緣性能等。而芳綸紙經(jīng)涂膠、疊合、拉伸、浸膠、固化片切等工藝加工而成的芳綸紙蜂窩具有輕質(zhì)、高強、阻燃、低煙無毒、耐高溫、抗沖擊、抗疲勞、耐腐蝕等性能。同時，由于結(jié)構(gòu)特點使得芳綸紙蜂窩具有隔聲和隔熱的功能，由其生產(chǎn)的蜂窩夾層板可廣泛用于內(nèi)飾的天花板、側(cè)壁板、分艙板等領(lǐng)域。芳綸紙蜂窩還具有優(yōu)異的透波性能，因而在雷達(dá)罩方面有著積極的應(yīng)用。用膠膜把蒙皮與芳綸紙蜂窩芯材粘在一起，芳綸蜂窩芯與上下蒙皮緊密粘合就形成蒙皮夾芯板結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了板材剛度和強度的完美結(jié)合，即可應(yīng)用于多個領(lǐng)域。