溶致液晶聚合物：高性能纤维材料的制备与应用

溶致液晶聚合物，简称SLCP，为芳香族聚酰胺，目前市场上主要的品种是美国杜邦公司的Kevlar系列，它是一种芳纶树脂（常用芳纶-1414及芳纶-14两个品种）。该聚合物有优良的规整性，结晶度高，经溶解后在纺丝过程中的剪切作用下，沿作用方向可生成单向有序排列的液晶态，具有优异的综合性能，是一种高性能纤维材料（又称KF纤维）。

国外SLCP的主要生产单位有美国杜邦公司、荷兰AKZO PlasticsBV公司和日本帝人公司等。国内SLCP的主要生产单位有晨光化工研究院和上海合成树脂研究所等。

1.基本性能

（1）一般性能 芳纶1414外观为黄色粉状料；密度小，比碳纤维还轻；特性粘度一般为4.5～7.0dL/g，吸湿性大，易发生水解反应。

（2）力学性能 其拉伸强度及模量高，纤维强度高于碳纤维及钢丝，模量高于钢5倍，比强度高于玻璃纤维及碳纤维，比模量与碳纤维相似，且在高温（200℃以上）及低温（-45℃）时均能保持强度及韧性。

抗疲劳、抗蠕变性好，但耐磨性差，压缩强度低。

（3）耐热性优异 其使用温度为-190～250℃；分解温度>570℃；玻璃化温度为375℃；热稳定性好；线胀系数小；阻燃性好，OI值为28%，为自熄性材料。

（4）耐蚀性良好 除浓酸（如98%H₂SO₄）、浓碱外，对其他酸、碱、盐、液体燃料、润滑油、液压油、酮、醇、醚、四氯化碳等介质都有耐蚀能力。

（5）耐紫外线及波长为300～450nm的光性能差 芳纶类产品储存时要远离紫外线、荧光灯及玻璃窗。

芳纶纤维的性能及比较见表10-116；Kevlar薄膜的性能见表10-117。

表10-116 芳纶纤维的性能及比较(www.xing528.com)

表10-117 Kevlar薄膜的性能

2.加工及应用

KF-1414及KF-14主要用于纺丝及流延成型，加工纤维及薄膜。纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高低温、抗疲劳、尺寸稳定、不易燃、耐化学药品腐蚀等优点，广泛用作高性能塑料增强材料、绳索和缆绳等。

芳纶纤维与环氧树脂等配制的各种复合材料可作火箭发动机壳体、飞机整流罩、机翼、机体整流罩、挂架、雷达整流罩、飞机地板及内装饰材料、座椅、天线骨架、直升机外蒙皮、旋翼、导弹壳体及弹性结构件、轻质装甲板、厚板装甲板夹层、坦克及装甲车多功能内衬、游艇、赛艇、帆船、救生艇等小型船艇壳体。

在汽车上可作轮胎帘线、高温耐磨垫片、制动片等。

还可作防弹背心、头盔、防弹板及消防员、伐木工人、运动员的防护服及手套。

可作海底电缆、光通信电缆的增强骨架材料，以及各种绳索、缆绳、电子电气零件、体育用品、医疗器械、增强水泥、增强木材、增强橡胶传送带等。