芳纶Ⅲ在复合材料领域应用的优势探讨

芳纶Ⅲ属于对位杂环芳纶,因其独特的分子结构和工艺技术而具有低密度、超高强度、超高模量、耐高温、抗冲击性好、耐磨性好、透波性好等优良性能,是综合性能最好的有机纤维之一。芳纶Ⅲ及其复合材料在飞机部件(螺旋桨、轮胎、机身、主翼、尾翼等部位)、星载/机载/舰载雷达罩、卫星部件、防弹材料(高级防弹衣、防弹头盔、防弹护甲)、兵器、特种绳索等领域有着广泛的应用。     

国内外芳纶的制备、产业现状及市场前景

简述了间位芳纶和对位芳纶聚合原料的制备、聚合方法和纺丝工艺,介绍并分析了国内外芳纶产业现状和市场前景。目前,国内外对芳纶的需求量还在不断上升,存在市场缺口;国内在芳纶产业化过程中还存在很多问题,和国外相比还存在一定的差距,不能满足国内实际生产需求。     

芳纶标准回潮率测试方法的改进

针对现有GB/T 6503—2008测试纤维回潮率的缺陷,提出测试芳纶标准回潮率的改进方法:采用烘箱法先将纤维试样在烘箱中烘至恒重,然后将烘至恒重的试样在标准大气条件下调湿至平衡状态,最后将调湿平衡的试样在烘箱中烘至恒重,测试芳纶的标准回潮率。结果表明:该方法中起初的预烘干处理消除了芳纶表面的油剂等对测试有干扰的因素,测得的标准回潮率更准确,标准回潮率的相对标准偏差为0.64%,方法的重复性好。     

耐高温对位芳纶纸基材料增强工艺的研究

对位芳纶纸基材料因其分子链刚性结构以及纤维表面化学惰性导致其力学性能较差,即使通过环氧树脂增强,其综合性能仍然不能达到航空航天等耐高温结构材料的要求。为了获得优异力学性能和耐高温性能的纸基材料,高强,高模及耐高温树脂聚酰亚胺作为增强树脂被采用,而其制品的力学性能受到成型加工工艺的影响。采用100℃预固化,250℃,20MPa热压成型的工艺将获得最佳力学性能,其裂断长达到8350m。通过DSC及TGA分析,其玻璃化转变温度及初始分解温度分别为275、550℃,有望作为航空航天等领域耐高温结构材料使用。     

芳纶1414在我国的应用状况和发展前景

阐述了芳纶1414的研究进展,细分了芳纶1414的应用领域和性能特点,调查了芳纶1414的供需情况,重点讲述了芳纶1414生产难点及中国芳纶产业现状和发展前景。     

我国高品质对位芳纶原料的生产工艺及现状

阐述了对苯二甲酰氯和对苯二胺两种高品质对位芳纶主要原料的生产工艺及现状,概括了各工艺存在的优缺点,并指出了目前两种原料在发展中所面临的主要问题和不足,提出了今后的发展方向。     

洋麻/芳纶混纺织物增强复合材料的力学性能研究

为了探究四种洋麻/芳纶不同混纺比对其混纺织物增强复合材料力学性能的影响,对以环氧树脂为基体,精细化处理的洋麻和对位芳纶不同混纺比机织物为增强体的复合材料进行力学性能测试,并对洋麻纤维扫描电子显微镜(SEM)及傅里叶红外光谱(FTIR)测试分析纤维表面粗糙度及极性变化,从而来分析力学测试结果。结果表明,洋麻/芳纶30/70混纺织物增强复合材料弯曲强度最高,为248.81MPa,弯曲模量为12.91GPa,与纯芳纶织物增强复合材料相比,分别提高4.9%和7.1%;而洋麻/芳纶20/80混纺织物增强复合材料剪切强度最高,为24.58MPa,与纯芳纶织物增强复合材料相比,提高18.6%。SEM及FTIR表明洋麻纤维精细化处理后,纤维表面粗糙度增加,极性降低,提高了增强体与树脂的界面结合力,从而改善了复合材料的弯曲、剪切性能。     

High-performance heterocyclic para-aramid aerogels for selective dye adsorption and thermal insulation applications

The high-performance polymer para-aramid (PPTA) is discovered to gel too soon during the polymerization process, resulting in poor processing performance. In this work, a homogeneous polymer solution containing heterocyclic para-aramid (HPPTA) was successfully synthesized by introducing 2,4-aminophenyl-5-aminobenzimidazole groups into the molecular chains of PPTA, and then HPPTA aerogel was prepared using a supercritical drying technique that took advantage of the HPPTA solution's excellent property of slow gelation. When the HPPTA polymer mass fraction was 1 wt%, the aerogel had the lowest density of 0.086 g cm⁻³ with a BET specific surface area of 376.59 m² g⁻¹. The HPPTA-2 aerogel had better adsorption performance for anionic dye methyl orange, with a maximum adsorption capacity of 319.47 mol g⁻¹; however, its adsorption capacity for cationic dye methylene blue and neutral dye dimethyl yellow was very low, at only 19.68 and 0 mol g⁻¹, respectively. The selective adsorption ability of HPPTA aerogel made it a simple and scalable platform for removing anionic dyes from water solutions. Furthermore, the HPPTA aerogel has outstanding thermal properties for thermal insulation applications in severe environments due to the synergistic effect of the 3D porous structure inside the aerogel and the exceptional thermal stability of the HPPTA.     

对位芳纶纤维扭转疲劳断裂研究

利用自制的扭转疲劳装置对芳纶高性能纤维进行扭转疲劳测试，得出Twaron2000长丝纤维预加张力、扭转角与疲劳寿命的关系及几种对位芳纶纤维的扭转疲劳寿命对比结果。     

对位和间位芳纶短切纤维混杂对芳纶纸性能的影响

采用国产对位芳纶(聚对苯二甲酰对苯二胺)短切纤维、间位芳纶(聚间苯二甲酰间苯二胺)短切纤维与沉析纤维混杂制备芳纶纸,研究了纤维混杂效应对芳纶纸性能的影响。采用SEM、XRD分析了自制混杂纤维芳纶纸和Nomex T410(0.13mm)纸中短切纤维与沉析纤维之间的微区结合特征以及结晶性能,通过TGA分析了混杂纤维芳纶纸与Nomex T410纸的耐热性能,并通过对比自制芳纶纸与Nomex T410纸力学性能、绝缘性能,研究了对位和间位芳纶短切纤维混杂对芳纶纸性能的影响。结果表明:芳纶纸抗张指数、撕裂指数、结晶度以及耐热性能均随对位芳纶短切纤维添加量的增加而增加,而芳纶纸耐压强度呈先上升后下降的趋势。当对位和间位短切纤维混杂比为2∶2(质量比)时,自制混杂纤维芳纶纸与Nomex T410纸短切纤维与沉析纤维之间粘结状态相似,力学性能、绝缘性能与耐热性能相近,其抗张指数为130.4N·m·g~(-1),优于Nomex T410纸纵向(111.1N·m·g~(-1))与横向(56.2 N·m·g~(-1))的;撕裂指数为32.6 mN·m~2·g~(-1),介于Nomex T410纸纵向(37.6mN·m2·g~(-1))与横向(23.6mN·m2·g~(-1))之间;耐压强度分别为26.5kV·m~(-1)和27.0kV·m~(-1);结晶度分别为34.84%、15.71%;初始分解温度分别为430.6℃、435.1℃,780℃时其质量损失分别为42.8%、39.1%,芳纶纸均具有稳定的耐热性能。