热致液晶聚芳酯Vectran纤维的结构与性能

热致液晶聚芳酯Vectran纤维是一种新型的高性能纤维。介绍了Vectran纤维的发展状况、熔纺制备和热处理技术,分析了Vectran纤维的结构特征,对比研究了其力学性能、热性能、耐化学性能、抗蠕变以及耐摩擦性能等,并列举了其主要应用范围。     

高性能液晶聚芳酯纤维的应用

<正>20世纪80年代,美国Celanese公司开发了液晶聚芳酯纤维,商品名Vectran。日本可乐丽公司引进该技术,实现了Vectran热致液晶纤维的工业化生产。Vectran纤维是一种类似芳香族聚酰胺的聚酯,与普通的聚酯相比,强度、模量和热稳定性都有增强,同时保持了聚酯较好的加工性、尺寸稳定性和极低的回潮率等优点,其分子结构也赋于其高强度、耐磨、耐化学品腐蚀的优异性能。Vectran纤维可满足现有高科技对高强度、高模     

全聚芳酯纤维“ベクトラン”的性能与应用

0前言（威克特兰）是1990年上市的超级纤维。将全聚芳酯（）作为纤维销售的产品,是本公司最先开始的。该纤维由（赫司特赛拉尼斯）公司进行研究开发,该公司将确立的纤维化技术进行事业化。该聚合物是由对羟基安息酸（HBA）与6羟基2萘甲酸（HNA）共聚制得的液晶聚合物。通过熔     

可用于深水提升操作的聚合物绳索

霍尼韦尔公司研制出一种商品名为Spectra的高强度聚乙烯(PE)纤维，将其以50：50的比例与塞拉尼斯的Vectran液晶(LCP)纤维掺混可制成用于深水提升操作的绳索，由于掺混了Vectran LCP纤维，绳索的弯曲疲劳强度提高了5倍。     

超纤维正快速增设

从世界的范围看，拥有高强度、高模量等高性能的超纤维厂家不少。包括帝人集团和包含东丽-杜邦在内的杜邦集团，都生产对位芳酰胺纤维。在这方面，有可乐丽的高强力聚芳酯纤维“Vectran”、东洋纺的高强力聚乙烯纤维“Dyneema”和PBO纤维“Zylon”等，大都集中于日系厂家。 这些超纤维，不仅在不景气的情况下来评价以对位芳酰胺为中心的各种材料的特性，而且有关方面还随需求量的增长进行分析。另外，不仅由于IT相关的光纤及手提电话的普及而增加需求量，在汽车方面也可看到为了适应地球的环境保护而使车体轻量化所进行的超纤维评价，此外为了适应各领域的安全性，不难看出对该纤维的关心很高涨。 在IT相关产业，面向光纤的LTM(线形张力元件)和面向手提电话的印刷线路基板大幅度增加。其中光纤将以中国市场及东欧、中南美为中心，预期今后会迅速普及。 另外，芳酰胺浆粕作为石棉代用品而面向汽车刹车片补强材料的需求也确定了。芳酰胺浆粕除杜邦先后于2000年10月和2001年4月降价10％左右外，今后还将积极降价。 特别是对位芳酰胺纤维，由于自2000年年中需求量进一步增长，因此供心继续紧张。受此影响，2001年6月帝人集团决定将荷兰的帝人特威隆的“Twaron”增设7500t/a，将日本国内的“Technora”增设600t/a。通过这些增设使集团的产能于 2003年4月将由目前的1.2万 t/a增至2万 t/a。 继此，最近杜邦公司也在美国Richmond增设一个系列生产线，到2002年底产能将增加10％-15％，预期将增至2.5万t/a(推定)。到2003年这两集团的对位芳酰胺纤维的产能，将由目前的3.2万-3.3万t/a急增至4.5万 t/a。然而，中国、东欧和中南美为中心的光纤补强张力元件等IT相关产业等的需求最，预计将继续增长10％/a左右。 这样急追对位芳酰胺纤维的需求增长的，是其它超纤维。 可乐丽的“Vectran”和东洋纺的“Dyneema”，都持续满负荷生产。Vectran将以2005年为目标使产能倍增至800t/a。东洋纺的Dyneema早就急于增加200t/a，使之达到600t/a 的产能，同时东洋纺生产的最高强度纤维“Zylon”，计划大幅度倍增至400t/a。而且在中长期，使下一次增设进入视野的步伐将加快。 可乐丽和东洋纺的这3个素材，除高强度和高模量等性能外，在有效利用各自特性的得意领域的需求也在增加。Vectran由于时水性和尺寸稳定性优良，主要用途是水产海洋用材、绳索类、体育用品等。东洋纺的Dyneema以低密度和高强度为基础，在RCN(绳索、帘子线和网类)、FRC(混凝土补强材料)和以面向特殊用途的头盔和手套等为中心的领域，用途十分广泛。该公司的Zylon 因强度最高、耐热性优良，从体育用品防灾等安全衣料至产业用材等的需求在增长。     

塞拉尼斯收购FACT公司长纤维热塑性塑料业务

塞拉尼斯公司最近宣布收购Ravago集团旗下位于德国凯泽斯劳滕的FACT有限公司（Future Advanced Composites Technology,以下简称为FACT）长纤维增强热塑性塑料（LET）业务。     

超纤维进入国际竞争时代

高强力纤维和耐热纤维作为超纤维，引起了人们的关注。从芳酰胺纤维起相继开发了超高强聚乙烯纤维、PBO纤维、PPS纤维、聚芳酯纤维、聚酮纤维等。超纤维的用途主要面向能有效利用高强力和耐热性的特殊材料，而基本上非衣料领域。在超纤维中已经大批量生产的是碳纤维，其它超纤维的现状介绍如下。     

聚芳酯纤维的特性和应用

以对位芳香聚酰胺(PPTA)纤维为代表的有机类高强度纤维于1970年开始工业化生产.有机类高强度纤维的制造方法有干湿法纺丝和熔融纺丝法.市售熔融纺丝法的有机高强度纤维的代表是仓丽公司的Vectran.熔纺高强度纤维目前只有仓丽公司的"Vectran"还在生产和销售.本文介绍了Vectran的纤维特性、应用以及最近的开发情况.     

Vectran纤维系留缆绳强度失效分析

针对国内B研究所制造的浮空器用某型号系留缆绳在使用一段时间后，整体强度下降超过30%,不再满足升空条件的现象，对不同单位制造的系留缆绳抗拉层Vectran纤维的结构与性能进行了对比研究，并分析了缆绳在使用过程中强度下降的机理。结果表明：缆绳Vectran纤维在使用过程中结构和组成不变，结晶度略增大，热性能略下降；缆绳包裹薄膜中各层Vectran纤维之间相互作用引起Vectran纤维起毛，造成纤维抗拉强力下降约8%;缆绳Vectran纤维形成褶皱造成纤维抗拉强力下降约40%;建议国内B研究所通过改进成缆工艺，消除薄膜包裹层之间不同螺旋方向的纤维层之间形成的皱褶，防止缆绳纤维在使用过程中因抗拉强力下降而过早失效。     

超纤维的需求量继续增长

(1)对位芳胺纤维继续增加设备 产业用材料的每个领域都有高档化和IT(信息技术)化的趋势,而可以说成超纤维的高强度、高模量纤维,不仅材料本身而且包括后加工在内的高性能纤维的需求量,着实增加了。 相对于此,从地球环保的观点作为聚酯下一代合纤材料有望的PLA(聚乳酸),继钟纺合纤、尤尼吉卡、可乐丽之后,东丽等也开始积极介入,今后预期有广阔的需求。PLA也不仅作为纺织材料,而且还进行了无纺布、薄膜和树脂等的应用开发。超纤维不仅仅是对位芳酰胺纤维(PPTA),其它超纤维增设的机遇也强具有各超纤维功能的纤维,在土木建筑材料等方面的需求匹配性大。 然而,超纤维除杜邦的Kevlar外,日本厂家也很强。生产Dyneema的DSM和东洋纺、生产Vectran的可乐丽和Celanese、生产Zylon的道化学和东洋纺等,都有技术引进的情况,而PPTA纤维除杜邦外,日系的厂家所占的份额高,日系厂家扩大生产规模的动向强。 帝人集团的PPTA纤维Twaron和Technora最先决定大幅度增设。对此,持有世界最大生产能力的杜邦也在美国明确表示要增设1个系列的Kevlar纤维生产线。 (2)继续满负荷生产的聚芳酯纤维“Vect ran” 由PPTA需求坚挺可以看出,其中被指责价格成为问题的芳酰胺浆粕,由于面向石棉代用品等的需求增长,可以进行价格更正。以前只有纤维和短纤维是坚挺的,由于芳酰胺浆粕的需求获得改善,PPTA的需求就变得趋紧。 这种材料拓展的用途广是不言而喻的。作为IT相关的印刷线路基板和光纤的补强元件、以及面向橡胶补强材料的轮胎等方面的需求增加,可以说是帝人和杜邦增设的原因。 其它超纤维也是坚挺的。可乐丽的高强力聚芳酯纤维“Vectran”,公称能力为400t/a,该公司正在考虑大幅度适时扩大其产能。它是熔融液晶系的唯一纤维,是全芳族的共聚聚酯。可以进行熔融聚合和熔纺,因此可生产多种多样的原丝。 Vectran的特长是在超纤维中只有聚酯系是低吸湿性,另外拉伸强度特性与PPTA纤维处于同等的水平等级。有效利用这种特性,在水产材料和缆绳类等是很重要的。 (3)“Dyneema”移向坚挺 东洋纺拥有两种超纤维,高强聚乙烯纤维“Dyneema”和聚对亚苯基苯并双恶唑(PBO)纤维“Zylon”。它们都是坚挺的。 Dyneema是以FRC(混凝土补强材料)为中心,正扩大销售,而目前的产能是410t/a,赶不上需求。它是由东洋纺进行纺丝、DSM承担聚合、通过凝胶纺丝进行生产。强度凌驾于碳纤维和PPTA纤维,可以说与最高水平的PBO纤维并不逊色。 此外,Dyneema的相对密度在1以下并浮于水上,加上耐药品性优良成了其可利用的武器。 (4)用途扩大的PBO纤维“Zylon” PBO纤维“Zylon”拥有200t/a的产能。1998年开始正式生产,用干喷湿纺进行液晶纺丝而生产出的纤维,其拉伸模量和拉伸强度比碳纤维还高。 此外,耐热性和抗燃性优良也是其特长之一,而价格比其它超纤维高得多,则是其难点。 Zylon的中期计划是拟扩大至1 000t/a,为此急于使用途扩大。 以防护服和消防服等的产业用途到体育用品和同步带、FRC等工业用途等为目标,进行研究开发的成果已经出来。 在阪神大地震和新干线隧道内混凝土塌落等事故发生时,对该纤维的关心度很高。 目前正开展新素材的开发,要求既具有“不生锈而又轻”,同时又能满足各项需求的特性,这与超纤维的需求广有关。     

塞拉尼斯欧美醋酯公司从长丝撤退

塞拉尼斯欧美醋酯LLC公司计划从醋酯纤维长丝撤出。该公司醋酯事业大幅度再组建的理由是：事业的效率化,过剩设备削减,按长期的观点向着有效益的事业靠拢已经完成。     

塞拉尼斯完成收购亚什兰公司产品线

全球领先的化工技术和特种材料公司以及聚合物乳液全球领先者塞拉尼斯公司日前宣布，已对亚什兰（Ashland）公司包括两条生产线Vinac和Flexbond在内的部分资产完成收购，这将为塞拉尼斯聚合物乳液业务实现战略性发展提供支持。塞拉尼斯于2011年11月宣布签署收购协议，具体细节未予披露。     

赛拉尼斯公司扩大VAE乳液产能

美国赛拉尼斯公司10月底宣布,将提升其位于南京一体化基地的醋酸乙烯-乙烯（VAE）共聚乳液生产装置产能。扩能项目采用赛拉尼斯全球最先进的技术,计划于2011年上半年投产。届时赛拉尼斯亚洲地区的VAES乳液产能将提高1倍。2008年赛拉尼斯推出了新产品EcoVAE乳液用于制造高性能胶粘剂和低气味的环保型涂料。     

塞拉尼斯收购屹立塑料的尼龙共混改性业务

<正>塞拉尼斯与独立生产高性能尼龙聚合物、纤维和复合材料的屹立(Nilit)最近宣布已就塞拉尼斯收购屹立塑料的尼龙共混改性业务共同签署最终协议。塞拉尼斯将收购屹立塑料部的尼龙共混改性产品组合以及客户协议,制造工厂、技术和商业设施。屹立将保留其在全球的尼龙纤维业务和尼龙聚合业务,包括在以色列、美国、中国和巴西的设施的所有权。     

热处理对Vectran纤维的结构与性能的影响

将Vectran树脂在单螺杆挤出机上进行熔融纺丝,制得Vectran初生纤维,初生纤维在氮气气氛中,于高温腔室中180℃预热1 h后,分别在200~270℃下热处理10~60 h,制得Vectran纤维,研究了热处理时间和热处理温度对Vectran纤维的结构与性能的影响。结果表明:在200~260℃下热处理Vectran初生纤维,0~10 h时,纤维强度上升较快,40 h时强度增长缓慢;随着热处理温度的升高,Vectran纤维的熔点也随之上升,在热处理时间为20 h时,处理温度超过260℃,Vectran纤维的结晶、结构受到影响;在热处理温度为200~260℃,时间小于40 h处理Vectran纤维,可使Vectran纤维的力学性能增强,熔点提高,结晶完善,但纤维的表观形貌没有受到影响。     

高性能芳香族聚酯液晶纤维有望作阻燃料

<正>上世纪80年代,美国Celanese公司开发了芳香族聚酯液晶纤维,商品名Vectran。日本可乐丽公司引进该技术,实现了Vectran热致液晶纤维的工业化生产。Vectran纤维是一种类似芳香族聚酰胺的聚酯,与普通的聚酯相比,强度、模量和热稳定性都有新增强,同时保持了聚酯较好的加工性、尺寸稳定性和极低的回潮率等优点,其分子结构也赋于其高强度、耐磨、耐化学品腐蚀的优异性能。     

可替代芳纶的热致性液晶聚合物纤维

2008年5月消息，美国Kuraray公司推出一种名为Vectran HT的高强力热致性液晶聚合物纤维，它可作为芳纶的一种替代材料。这种纤维通过纺液着色可染成蓝色、绿色、橙色等几种颜色，并具有较高的染色牢度和耐紫外性。该纤维具有优良的力学性能和化学性能，适用于航空航天、复合材料、绳缆、充气结构、重型船舶和工业用途。据报该纤维的强度比聚酯纤维高3～5倍，比芳纶高20％。它还是一种高模量纤维，在荷载下的蠕变很小。与其它高模量纤维相比，Vectran HT纤维的耐磨蚀性、耐弯曲疲劳性、尺寸稳定性以及耐化学性和耐热性都在前列。     

开发中的芳香族多环聚合物纤维(超耐热、超高强度、高极限氧指数)

聚苯并咪唑纤维 对聚苯并咪唑(PBI)来说,其纤维首先输入日本。1985年帝人公司便从赫司特塞拉尼斯(当时为西拉尼斯公司)开始输入销售PBI纤维,后者是于1983年开始生产的。帝人公司这个时候便已制造、销售作为耐热、防焰、难燃纤维的间位芳酰胺纤维     

PBO纤维市场应用前景广阔

聚对苯撑苯并双噁唑（PBO）是20世纪70年代美国空军研究所与美国斯坦福大学的研究院人员共同开发的一种高性能的芳杂环聚合物。其后由美国DOW化学公司通过液晶纺丝将其制备成纤维，1998年日本东洋纺织公司实现了聚对苯撑苯并双嚼唑（PBO）纤维工业化生产，其商品名为Zylon，产品有Zylon AS和Zylon HM两种。PBO纤维为当今世界高性能纤维之冠，正被广泛应用于国防、航空航天、星球探测等重要的领域之中。     

高科技纤维的新技术和新品种

介绍国外对位芳酰胺纤维，碳纤维，超高分子量聚乙烯纤维，间位芳酰胺纤维，聚酰胺酰亚胺纤维，酚醛纤维，中空纤维气体分离膜和离子交换纤维的新技术，新工艺和新设备，并进行了评述，随后介绍几种重要的新型高科技纤维，如聚对亚苯基双恶唑，聚苯胺，聚醚酮，多肽和环氧树脂纤维。