【科普知識】間位芳綸的制造、性能與應用

性能優(yōu)異應用廣闊

間位芳綸MPIA（poly-m-phenyleneisophthalamide）是一種出色的阻燃耐熱纖維，同時還具有令人滿意的綜合物理性能、耐惡劣環(huán)境的工作性能以及優(yōu)良的可加工性能。這些性能使得間位芳綸制品能夠在很多要求苛刻的防護場合起到獨特的作用。該纖維由美國杜邦公司在20世紀60年代首先研制成功，1967年以商品名Nomex推向市場。分子中帶有兩個剛性的苯環(huán)，因而大大提高了其耐熱性。其主要用途是制作熱防護服、濾材和阻燃裝飾布，應用于軍事、消防等領域。

間位芳綸即聚間苯二甲酰間苯二胺纖維，具有長久的熱穩(wěn)定性，可在200℃高溫下長期使用而不老化，具有極佳的尺寸穩(wěn)定性。間位芳綸具有本質阻燃性，其極限氧指數(shù)值＞28%，在空氣中不會自燃、融化，也不會產生熔滴，離焰自熄。它的電絕緣性優(yōu)良，以其制成的絕緣紙耐擊穿電壓可達20kV/mm；間位芳綸的耐腐蝕性能非常優(yōu)越，耐輻射性能也十分優(yōu)異。此外，間位芳綸還具有低剛性、高延長性，能用常規(guī)紡織機械進行加工。

工藝研究探索不斷

間位芳綸及絕緣紙制造的主流程涉及前后43道工序、128個單元，生產工藝的控制非常嚴苛，否則即會因為整體/局部不等當量和擴散控制不等當量出現(xiàn)副反應，造成聚合體相對分子質量低、相對分子質量分布寬等問題。為穩(wěn)定生產質量、實現(xiàn)量產化，目前已開發(fā)有特殊雙螺桿反應裝備，該裝備集連續(xù)聚合、中和、穩(wěn)定漿液pH值、后序溶解、脫泡、輸送于一體。除了纖維制備方面的探索，還致力于研究芳綸的染色問題。

有色芳綸紗

由于間位芳綸分子結構緊密、結晶度高，小分子染料很難進入纖維大分子內部，導致染色困難，這阻礙了間位芳綸的發(fā)展和應用。因此國內外對間位芳綸有色纖維的制備做了大量研究，主要方向是改進間位芳綸的染色性能和采用原液著色等方法。

目前研究有多級逐步凝固新工藝生產芳綸色絲，利用聚合體/溶劑/助溶劑/著色劑的四元紡絲漿液紡絲細流在三元凝固體系中的擴散凝固機理，采用多級逐步凝固新工藝，形成適度皮層，使顏料顆粒保留在纖維內，不污染凝固浴。由該多級逐步凝固新工藝可制得具有圓形截面、結構致密的有色間位芳綸，使纖維力學性能進一步提高。

此外，業(yè)界還展開有初生纖維著色、間位芳綸沉析纖維制備技術、異形纖維形態(tài)結構調控等多方面的研究和探討。

芳綸紙蜂窩備受關注

繼芳綸受到安防、過濾等領域的關注，芳綸紙蜂窩現(xiàn)在也成為各界關注的焦點——芳綸紙蜂窩是裝備輕量化的主要發(fā)展方向。裝備制造的輕量化可有效減少對能源的消耗，芳綸紙蜂窩質量輕，還具有較好的力學性能，阻燃性能、熱穩(wěn)定性能，電絕緣性能等優(yōu)點。它的應用可以大大減輕裝備制造的重量，進而降低能耗，減少對環(huán)境的污染。芳綸紙具有優(yōu)異的機械性能、熱穩(wěn)定性能、阻燃性能、耐化學腐蝕性能、耐輻射性能及良好的熱絕緣和電絕緣性能等。而芳綸紙經涂膠、疊合、拉伸、浸膠、固化片切等工藝加工而成的芳綸紙蜂窩具有輕質、高強、阻燃、低煙無毒、耐高溫、抗沖擊、抗疲勞、耐腐蝕等性能。同時，由于結構特點使得芳綸紙蜂窩具有隔聲和隔熱的功能，由其生產的蜂窩夾層板可廣泛用于內飾的天花板、側壁板、分艙板等領域。芳綸紙蜂窩還具有優(yōu)異的透波性能，因而在雷達罩方面有著積極的應用。用膠膜把蒙皮與芳綸紙蜂窩芯材粘在一起，芳綸蜂窩芯與上下蒙皮緊密粘合就形成蒙皮夾芯板結構，這種結構實現(xiàn)了板材剛度和強度的完美結合，即可應用于多個領域。