芳綸的主要性能特點(diǎn)
芳綸具有輕質(zhì)、阻燃、耐溫、絕緣、抗輻射、高強(qiáng)度、高彈性模量等優(yōu)異特性；廣泛應(yīng)用于軍事國防、安全防護(hù)、航空航天、環(huán)保、電子電氣材料等領(lǐng)域。
1? ?力學(xué)性能
對位芳綸顯著的特性是高強(qiáng)度、高模量，其強(qiáng)度大于25克/旦，是優(yōu)質(zhì)鋼材的5～6倍、玻纖的3倍、高強(qiáng)尼龍工業(yè)絲的2倍；模量是優(yōu)質(zhì)鋼材或玻璃纖維的2～3倍、高強(qiáng)尼龍工業(yè)絲的10倍；韌性是鋼絲的2倍。另外芳綸纖維重量輕，其重量僅為鋼絲的1/5左右。

對位芳綸與其他高強(qiáng)度纖維的性能比較

2? ?耐熱性能
芳綸纖維具有長久的熱穩(wěn)定性，芳綸1313在130℃時(shí)強(qiáng)度幾乎無損失，可以在220℃使用十年以上，在260℃高溫下100小時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度仍保持原來的65%，400℃左右開始碳化而不熔融。芳綸1414的耐熱性更勝芳綸1313一籌，在150℃下的收縮率為0，在560℃的高溫下不分解不熔融。而錦綸和聚酯的強(qiáng)力和模量均隨溫度的升高而下降。各纖維材料的熱性能指標(biāo)如下表所示。

3? ?阻燃性能
通?？諝庵醒鯕夂繛?1%，而芳綸1313的極限氧指數(shù)大于28%，芳綸1414的極限氧指數(shù)在30%左右，屬于難燃纖維，所以不會(huì)在空氣中燃燒，也不助燃，有自熄性，不產(chǎn)生熔滴，遇到極高溫度時(shí)，纖維會(huì)迅速膨脹碳化，形成特有的絕熱層，能阻擋外部的熱量傳入內(nèi)部，起到有效的保護(hù)作用。這種源于本身分子結(jié)構(gòu)的固有特性使芳綸永久阻燃，具有“防火纖維”之美稱。

4? ?耐化學(xué)腐蝕性能
芳綸纖維具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能，通常只有把芳綸長時(shí)間暴露在濃度相對高的酸或堿溶液中，才會(huì)對芳綸的性能產(chǎn)生顯著影響。并且，芳綸對霉菌或銹蝕不敏感。
5? ?電絕緣性
芳綸纖維電導(dǎo)率很低，而且由于纖維吸濕性較差，使其在高低溫和高低濕度環(huán)境中均可以保持優(yōu)良的電絕緣性能。用芳綸1313制備的絕緣紙耐擊穿電壓可達(dá)到100kV/mm。芳綸1414的電阻達(dá)到5×1014Ω/cm。由于出色的電絕緣性能，使其在電子電氣領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。
除以上介紹的性能之外，芳綸簾線還具有較好的抗老化性、耐磨性以及耐輻射性能等。作為一類高性能材料，芳綸的優(yōu)異性能在不同的領(lǐng)域被開發(fā)應(yīng)用。

芳綸的應(yīng)用領(lǐng)域
1、軍事國防領(lǐng)域
芳綸復(fù)合材料可以制造導(dǎo)彈的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼、壓力容器、宇宙飛船駕駛艙、潛艇、防彈裝甲車、防彈運(yùn)鈔車、防彈板、防彈頭盔、防彈衣等。
1）防彈頭盔
芳綸防彈頭盔與之前的金屬頭盔相比，質(zhì)量大幅度減輕，防護(hù)面積增加，舒適性提高，樣式美觀，成型性好。我國開發(fā)成功的QGF02型芳綸防彈頭盔，有效防護(hù)面積達(dá)到1266cm2，比原來的鋼制頭盔GK80增加了16%，而質(zhì)量僅1.25Kg，其V50值(國際防彈裝備品評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn))達(dá)到630m/s。
2）防彈衣
隨著化學(xué)、核武等新式傳感系統(tǒng)的發(fā)展，對軍用防護(hù)要求顯著提高，不僅要求能適應(yīng)環(huán)境、生理要求，還要求輕便、耐用、防彈、抗化學(xué)、阻燃及良好的偽裝性能等。現(xiàn)代戰(zhàn)訓(xùn)服主要是芳綸1313、芳綸1414等，比以前的尼龍面料輕了20%，且具有阻燃防火、防靜電等功能。采用芳綸材料可以使防彈背心質(zhì)量輕、體積小，顯著改善防彈性能，防彈效果可提高40%。
芳綸纖維展開用于吸收子彈的能量，又足夠致密可阻止刀刺，采用該織物所生產(chǎn)的改進(jìn)背心，可提供高于Ⅲ級(jí)水平的子彈防護(hù)，厚度低于8mm。高檔防彈芳綸的無緯布與高性能的聚乙烯薄膜制成的軟質(zhì)防彈背心，比超高相對分子質(zhì)量的聚乙烯纖維的防彈性能和耐熱性能更好。
3）防彈裝甲
芳綸與金屬復(fù)合裝甲板和芳綸與陶瓷復(fù)合裝甲板已廣泛應(yīng)用于防彈裝甲車、防彈運(yùn)鈔車上。美國的M1型主戰(zhàn)坦克裝甲使用了芳綸復(fù)合材料，用于防子彈、穿甲彈、破甲彈等；LAV-25步戰(zhàn)車乘員位置附近加裝芳綸襯層，用于防止穿透裝甲的彈丸、破片以及崩落的裝甲碎塊傷害車內(nèi)乘員。
目前，芳綸頭盔、芳綸防彈衣等已廣泛應(yīng)用于多國部隊(duì)，如中國、俄羅斯、美國、德國、日本、荷蘭、以色列等。
2、安全防護(hù)領(lǐng)域
個(gè)體防護(hù)裝備的阻燃耐高溫性能是保障人員安全的重要條件。隨著材料科學(xué)技術(shù)及紡織加工技術(shù)的發(fā)展，阻燃防護(hù)服已經(jīng)由暫時(shí)性阻燃整理、半耐久性阻燃整理逐步發(fā)展為耐久性阻燃整理以及本質(zhì)阻燃材料的應(yīng)用。
1）消防服
芳綸是本質(zhì)阻燃纖維，所加工的面料無需處理，即具有永久、高校的阻燃功能。芳綸纖維的出現(xiàn)，給消防服帶來了革命性的變革。消防服主要是消防人員穿著用來滅火和救護(hù)生命。在劇熱環(huán)境下，必須能夠提供30~120S的時(shí)間以確保消防人員搶險(xiǎn)后能安全地離開，因此，消防服的外層必須具備足夠的熱穩(wěn)定性和熱機(jī)械強(qiáng)度以避免熔融或破裂，這就要求有較高的芳綸含量，一般是對位芳綸含量＞25%。
2）防火耐熱工作服
芳綸優(yōu)異的耐熱性以及在高溫下表現(xiàn)出很好的尺寸穩(wěn)定性，對于防護(hù)服來說非常重要，因?yàn)橐话慵徔椑w維尤其是合成纖維，在高溫下會(huì)出現(xiàn)較大程度的收縮及熔融滴落，用這種材料制作的防護(hù)服預(yù)熱后出現(xiàn)較大的尺寸變化，會(huì)嚴(yán)重影響其防護(hù)性能。例如，外層293g/m2的芳綸面料、里層177g/m2的阻燃棉的雙層組合熱防護(hù)服TPP值（熱防護(hù)性能值，Thermal protective performance）為2.19，防護(hù)時(shí)間為11.8S；而外層361 g/m2的阻燃滌棉、里層127 g/m2阻燃棉的雙層組合熱防護(hù)服TPP值僅為1.67，防護(hù)時(shí)間僅為6.7S。
使用芳綸1313的工業(yè)防護(hù)服裝，已經(jīng)在石油化工、普通化工、電力和煤炭等行業(yè)得到一定程度的應(yīng)用，部分替代了由阻燃棉和化學(xué)纖維制作的防護(hù)服裝，充分顯示了其優(yōu)異的阻燃、隔熱、抗爆性能和經(jīng)久耐用的特點(diǎn)。還可加工成家庭及敬老院、醫(yī)院、賓館、酒店、歌廳、影院等公共場所必備的防火紡織品。
3）防電弧服
電弧危害是工業(yè)生產(chǎn)中，特別是涉及高壓電器設(shè)備的場所常見的一種劇烈放電現(xiàn)象，具有事故現(xiàn)場溫度極高、爆炸破壞嚴(yán)重、同時(shí)對工業(yè)設(shè)備和作業(yè)人員人身安全造成危害等特點(diǎn)。
在我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，對于經(jīng)電弧危害分析可能面臨電弧能量不小于25.74J/cm2的人員，或進(jìn)入可能有電弧危害區(qū)域的人員應(yīng)配備電弧防護(hù)用品，包括電弧防護(hù)服、電弧防護(hù)頭罩、電弧防護(hù)手套和電弧防護(hù)鞋罩等。
芳綸纖維用于電弧危害的防護(hù)，有著獨(dú)特的優(yōu)勢，因?yàn)槔w維在400℃以上開始熱裂解并形成具有一定強(qiáng)度的碳化膜隔阻層，能夠阻止熱流向服裝內(nèi)部穿透，因此可以起到有效防護(hù)作用。實(shí)踐證明，使用芳綸纖維制作電弧防護(hù)用品，可以提供令人滿意的作業(yè)現(xiàn)場電弧危害防護(hù)。
4）防護(hù)手套等用品
由于人們不得不去從事一些非常危險(xiǎn)的工作，因此時(shí)而會(huì)遇到切傷、擦傷和灼傷等，因此需要防護(hù)手套等用品。
采用芳綸與高強(qiáng)聚乙烯、不銹鋼絲等材料符合，開發(fā)生產(chǎn)防割、防穿刺、防撕裂等防機(jī)械損傷紡織品，可制作成手套、工作裙、袖套、護(hù)腿罩等，可減少甚至避免人員受到傷害。上述制品主要用于建筑、林業(yè)、金屬加工、樹木修剪等行業(yè)，例如400g/雙對位芳綸防割手套比800g/雙的滌/棉手套的抗切割性好得多。以往鏈鋸操作防護(hù)服由尼龍制成，現(xiàn)改用對位芳綸織物和氈復(fù)合制成，6層復(fù)合就可以達(dá)到尼龍材料12層的防護(hù)效果，并且具有質(zhì)量輕、穿著舒適靈活等優(yōu)點(diǎn)。
3、橡膠補(bǔ)強(qiáng)領(lǐng)域
由于橡膠的彈性大，彈性模量較低，在外力作用下極易產(chǎn)生變形，因此很多橡膠制品都必須用纖維材料或金屬材料作為骨架。以芳綸制成的簾子布、線繩、紗線、帆布、整體帶芯、直經(jīng)直緯織物等被用作輪胎、動(dòng)力傳動(dòng)膠帶、物料輸送膠帶、膠管的骨架材料。
1）輪胎
由于芳綸具有許多優(yōu)異性能和耐高低溫性能，因此可以作為航空輪胎和汽車輪胎的簾線材料。采用芳綸簾線作為骨架材料的輪胎，具有許多優(yōu)點(diǎn)：輪胎重量輕，乘坐舒適性好；輪胎滾動(dòng)阻力低，節(jié)油性能提高；安全性高，不易爆胎等。
用芳綸制作的航空輪胎能很好地滿足現(xiàn)代超音速飛機(jī)能很好地滿足現(xiàn)代超音速飛機(jī)對輪胎的高速度、高載荷、耐高溫、耐屈撓和耐著陸高沖擊性的要求。在汽車輪胎中，芳綸主要用于替代鋼絲，不僅能減小輪胎質(zhì)量，而且可提高耐用性和改善乘坐舒適性。用芳綸替代鋼絲，一條載重輪胎質(zhì)量可減小9Kg，一輛配置18條輪胎的載重汽車質(zhì)量可減小162Kg。全球知名鋼絲簾線企業(yè)貝卡爾特公司公布的數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)鋼絲簾線強(qiáng)度從普通強(qiáng)度提高到高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度時(shí)，輪胎滾動(dòng)阻力降低幅度在3%~7%。對年產(chǎn)1000萬條的輪胎企業(yè)來說，每降低7%的滾動(dòng)阻力，就意味著為社會(huì)節(jié)約10億元燃油，減少31萬噸二氧化碳排放量。而據(jù)介紹芳綸材料應(yīng)用于綠色環(huán)保輪胎可以使高性能轎車子午線輪胎平均質(zhì)量減輕10%，滾動(dòng)阻力下降12%。芳綸也因此成為了近些年應(yīng)用增長快的骨架材料之一。
芳綸短纖維還被摻用到輪胎胎面等部件膠料和V帶底膠膠料中起補(bǔ)強(qiáng)作用。芳綸甚至可與樹脂結(jié)合取代鋼絲制成輪胎胎圈，大大減輕輪胎的質(zhì)量。據(jù)美國Dopont和荷蘭Acordis-Akzo公司都報(bào)道，加上芳綸短纖維，2010年全世界輪胎制造業(yè)消耗了6Kt以上的芳綸。
但國內(nèi)年消費(fèi)僅6 000 t左右，通過出口基本實(shí)現(xiàn)了供需平衡。歷史上，間位芳綸也曾是一個(gè)供需失衡的行業(yè)，曾有4家供應(yīng)商相互競爭，合計(jì)年產(chǎn)能12 000t，而當(dāng)時(shí)國內(nèi)年需求量僅5 000t。由于產(chǎn)能大、需求小，新進(jìn)入者的產(chǎn)品性能較差、生產(chǎn)穩(wěn)定性不高，難以被高端市場接受，集中于工業(yè)過濾領(lǐng)域搞低價(jià)競爭，導(dǎo)致產(chǎn)品售價(jià)從2009年的16萬元/噸一路下跌到 2015年的6萬元/噸， 并連續(xù)多年低位徘徊。2017年，有2家企業(yè)關(guān)閉 生產(chǎn)線后，芳綸產(chǎn)品售價(jià)及盈利水平逐步恢復(fù)。近幾年，間位芳綸行業(yè)供需基本平衡，隨著市場開拓效果逐步顯現(xiàn)，國內(nèi)泰和新材、鹽城德安德、贛州龍邦、遼寧富瑞等公司的間位芳綸纖維項(xiàng)目也陸續(xù)進(jìn)入擴(kuò)產(chǎn)或籌建階段。