芳香族聚酰胺纤维的制备及性能

自从美国杜邦公司科学家Carothers 1935年发明脂肪族聚酰胺，即聚己二酰己二胺（锦纶66）纤维以来，聚酰胺纤维作为工业用纤维，发挥了很大作用，一直到20世纪60年代，有多种聚酰胺新产品问世，其中最重要的发现是杜邦公司1962年发表的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（当时称为HT－1纤维），以后正式的商品名称为Nomex；到1966年又发表更令人注目的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维（当时称为Fiber B纤维），1972年其正式的商品名为Kevlar。为了区别于脂肪族聚酰胺的通称Nylon，1974年美国联邦贸易委员会把芳香族聚酰胺通称定义为Aramid，用它制造的纤维就是芳香族聚酰胺纤维（Aramid Fiber）。我国把此类纤维称为芳纶。把聚对苯二甲酰对苯二胺纤维称为芳纶1414，把聚间苯二甲酰间苯二胺称为芳纶1313。前者英文缩写是PPTA，后者是MPIA。

能成型高性能纤维的芳香族聚酰胺的大分子结构见表9-3。从分子构造的理论与实验可知，这类大分子玻璃化转变温度高，熔点一般高于分解温度，不能进行熔融纺丝成型。另外，常规有机溶剂也难以溶解，常使用强酸，如H2SO4溶解此类大分子。20世纪70年代，杜邦公司的科学家发现，聚对苯二甲酰对苯二胺的H2SO4溶液在某些条件能形成高分子液晶溶液，并由此发明了液晶纺丝技术，奠定了高性能芳香族聚酰胺纤维的生产基础。并非所有芳香族聚酰胺溶液都具有液晶特性，聚间苯二甲酰间苯二胺溶液即拥有非液晶特性，其成型的纤维力学性能一般，但热稳定性优异。(www.xing528.com)

表9-3　能生成高强度高模量纤维的芳香族聚酰胺