紡織詞典——芳綸

　　芳綸簡介
　　芳綸全稱為"聚對苯二甲酰對苯二胺",英文為Aramidfiber（杜邦公司的商品名為Kevlar），是一種新型高科技合成纖維，具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優良性能,其強度是鋼絲的5～6倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的2～3倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量僅為鋼絲的1/5左右，在560度的溫度下，不分解，不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能，具有很長的生命周期。芳綸的發現，被認為是材料界一個非常重要的歷史進程。
　　生產背景
　　自從石棉被公認為是一種強致癌物質以來，世界許多發達國家已開始禁用石棉及其制品。美國、日本等國先后研制成功各種系列的非石棉墊片材料，產品現已推向全世界市場。隨著與國際大環境的不斷接軌。非石棉密封材料正為國內各工業部門認可和接收。出于環保和安全生產的考慮，非石棉墊片的工業應用將會越來越廣。通常將以非石棉纖維為增強材料、以橡膠為彈性基體的密封墊片稱為非石棉纖維橡膠墊片，或稱為無石棉墊片、代石棉墊片。其主要增強材料為代石棉纖維、無機纖維、碳/石墨纖維等。
　　發展現狀
　　芳綸纖維誕生于20世紀60年代末，最初作為宇宙開發材料和重要的戰略物資而鮮為人知。冷戰結束后，芳綸作為高技術含量的纖維材料大量用于民用領域，才逐漸露為人所知。芳綸的全稱是“芳香族聚酰胺纖維”，是一類新型的特種用途合成纖維。芳綸中最具實用價值的品種有兩個：一是分子鏈排列呈鋸齒狀的間位芳綸纖維，我國稱之為芳綸1313；一是分子鏈排列呈直線狀的對位芳綸纖維，我國稱之為芳綸1414。
　　從全球來看，全球間位芳綸（1313）產能3.2萬噸，供需基本平衡。據智研咨詢統計顯示：在國內供求關系方面，我國間位芳綸需求約10000噸，而國內總產能為8600噸，產能明顯不足。作為國內間位芳綸市場的主導者，泰和新材目前占據了60%以上的市場份額，毛利率基本穩定在35%以上。目前全球對位芳綸產能約6.5萬噸，2011年全球對位芳綸需求量在53000噸左右。世界上主要的對位芳綸生產商是美國杜邦和日本帝人，分別具有28600噸和28450噸產能，幾乎壟斷國際市場。目前我國對位芳綸的年需求量在5000噸以上，全部依賴進口，目前售價在20萬元/噸。
　　隨著歐美地區開展禁止使用石棉的環境保護運動，芳綸漿粕纖維得到了迅速的發展，逐步取代石棉成為剎車片、離合器片、密封墊的主要材料。此外，它在其他工業領域中也得到了廣泛的應用，如光纖防護、高溫過濾袋、汽車膠管、輪胎、音響彈波布、動力傳送帶、運輸帶、轉移印花毯、膠鞋鞋底等方面；在個體防護領域，芳綸可以制成防彈衣、防彈頭盔、防彈裝甲等、消防服、消防面罩、軍警作訓服、防切割手套等；在民用領域，芳綸可以做成飛機、汽車、高鐵的阻燃內飾及織物，可以制成防火毯、逃生繩、阻燃窗簾、床罩、睡衣、桌布、圍裙、微波爐手套等。芳綸還能做成芳綸紙，用于電機、變壓器、電子電器的絕緣，還可進一步加工成蜂窩結構材料，用于飛機、游艇、高鐵、動車的次受件。
　　芳綸特點
　　1、良好的機械特性
　　間位芳綸是一種柔性高分子，斷裂強度高于普通滌綸、棉、尼龍等，伸長率較大，手感柔軟，可紡性好，可生產成不同纖度、長度的短纖維和長絲，在一般紡織機械制成不同紗支織成面料、無紡布，經過后整理，滿足不同領域的防護服裝的要求。
　　2、優異的阻燃、耐熱性能
　　間位芳綸的極限氧指數(LOI)大于28，因此當它離開火焰時不會繼續燃燒。紐士達®間位芳綸的阻燃特性是由其自身化學結構所決定的，因而是一種永久阻燃纖維，不會因使用時間和洗滌次數降低或喪失阻燃性能。紐士達®間位芳綸具有很好的熱穩定性，在205℃的條件下可以連續使用，在大于205℃高溫條件下仍能保持較高的強力。紐士達®間位芳綸具有較高的分解溫度，而且在高溫條件下不會熔融、融滴，當溫度大于370℃時才開始炭化。
　　3、穩定的化學性質
　　間位芳綸具有優異的耐大多數化學物質的性能，可耐大多數高濃度的無機酸，常溫下耐堿性能好。
　　4、耐輻射性
　　間位芳綸的耐輻射性能十分優異。例如在1.2×10-2w/in2紫外線和1.72×108rads的γ射線的長時間照射下，其強度仍保持不變。
　　5、耐久性
　　間位芳綸優良的耐摩擦和耐化學品性能，經過100次洗滌后，用紐士達®間位芳綸加工的布料撕破強力仍可以達到原強力的85%以上。
　　對位芳綸的耐溫性能要高于間位芳綸，連續使用溫度范圍為-196℃～204℃，在560℃高溫下不分解、不熔化。對位芳綸最顯著的特性是高強度、高模量，其強度大于25克/旦，是優質鋼材的5～6倍、玻纖的3倍、高強尼龍工業絲的2倍；模量是優質鋼材或玻璃纖維的2～3倍、高強尼龍工業絲的10倍。
　　芳綸漿粕是對芳綸纖維進行表面原纖化處理之后便得到的，其獨特的表面結構極大地提高了混合物的抓附力，因此非常適合作為一種增強纖維應用于摩擦及密封產品中。

　　六方特種纖維----芳綸1414漿粕，淺黃色絮花狀，呈毛絨狀，其毛羽豐富，強度高、尺寸穩定性好，無脆性、耐高溫、耐腐蝕、有韌性、收縮率小、耐磨性好、表面積大，能很好的與其它物質結合，是一種補強材料，回潮率為8%，平均長度為2-2.5mm，表面積為8m2/g。而被用作墊片增強材料，具有較好的回彈性能和密封性能，對人體健康及環境無危害，可用作于水、油、烴類和中等強度的酸堿等介質的密封，造出的墊片具有優良的密封性能和抗蠕變松弛性能。
　　事實證明，通常只需添加少于10%的漿粕，得到產品的強度相當于50-60%石棉纖維增強的產品。用于增強摩擦、密封材料等制成品，可作為石棉的替代品用于摩擦密封材料，高性能耐熱絕緣紙以及增強復合材料。
　　用途
　　對位芳綸纖維是重要的國防軍工材料，為了適應現代戰爭的需要，目前，美、英等發達國家的防彈衣均為芳綸材質，芳綸防彈衣、頭盔的輕量化，有效提高了軍隊的快速反應能力和殺傷力。在海灣戰爭中，美、法飛機大量使用了芳綸復合材料。除了軍事上的應用外，現已作為一種高技術含量的纖維材料被廣泛應用于航天航空、機電、建筑、汽車、體育用品等國民經濟的各個方面。在航空、航天方面，芳綸由于質量輕而強度高，節省了大量的動力燃料，據國外資料顯示，在宇宙飛船的發射過程中，每減輕1公斤的重量，意味著降低100萬美元的成本。除此之外，科技的迅猛發展正在為芳綸開辟著更多新的民用空間。據報道，目前，芳綸產品用于防彈衣、頭盔等約占7～8%，航空航天材料、體育用材料大約占40%；輪胎骨架材料、傳送帶材料等方面大約占20%左右，還有高強繩索等方面大約占13%。輪胎業也開始大量使用芳綸簾線來減輕重量，減少滾動阻力
　　分類
　　芳綸主要分為兩種，對位芳酰胺纖維（PPTA）和間位芳酰胺纖維（PMIA）。
　　在芳綸纖維生產領域，對位芳酰胺纖維發展最快，產能主要集中在日本和美國、歐洲。如美國杜邦的Kevlar纖維，日本帝人公司的Twaron、Technora纖維，煙臺泰和新材的Taparan（泰普龍）纖維等。其中，美國杜邦、日本帝人的產能均為3萬噸左右，在對位芳綸市場中處于壟斷地位；煙臺泰和新材于2011年實現了對位芳綸的商業化運營，在國產對位芳綸的商業化運營中走在全國前列。
　　間位芳酰胺纖維的品種有美國杜邦的Nomex、煙臺泰和新材的Tametar（泰美達）、日本帝人的Conex等。

　　杜邦和煙臺泰和新材是全球間位芳綸競爭的主要參與者，兩者都能生產工業用本白短纖、服裝用可染短纖、色絲、長絲、芳綸紙等，產品性能比較接近，差異化程度也不相上下，在環境保護、安全防護、工業、電子電器、復合材料等領域展開了廣泛的競爭。
　　由于國外技術封鎖等原因，我國芳綸的生產和應用起步較晚。2004年，煙臺氨綸（現改名泰和新材）實現了間位芳綸的產業化生產，并逐步發展成為全球第二大間位芳綸供應商，極大推動了芳綸在國內市場的應用和發展；2011年，泰和新材實現對位芳綸的商業化運營，在國產對位芳綸的商業化運營中走在全國前列。目前我國芳綸的發展已提到了議事日程，芳綸被列入“國家鼓勵發展的高新技術產品目錄”和“十二五戰略新興產業發展規劃”，未來幾年發展步伐將逐步加快。
　　自20世紀60年代后期以來，已經有多種芳綸問世，并工業化生產。芳綸種類比較多，其劃分的方法也有多種。
　　第一種命名方法根據結構劃分，分為對位芳綸和間位芳綸、鄰位芳綸。對位芳綸的單體是對苯二甲酸和對苯二胺，單體的上的功能團為對位，聚合得到的鏈段比較規整，耐高溫性能好，強度、高模量。對位芳綸主要有以杜邦的Kevlar系列產品為代表。間位芳綸的單體是間苯二甲酸和間苯二胺，單體的上的功能團為間位，聚合得到的鏈段呈鋸齒型，耐高溫，但強度模量都略低。間位芳綸主要有以杜邦的Nomex系列產品為代表。鄰位芳綸的單體是鄰苯二甲酸和鄰苯二胺，單體的上的功能團為鄰位。鄰位芳綸主要有以杜邦的Korex系列產品為代表。
　　第二種命名方法也是根據結構劃分，如對位就是苯環上的14位置，間位就是苯環上的13位置，如芳綸14的就是對氨基苯甲酸苯環上1、4位置的連接，芳綸1414就是前面所說的對位芳綸，芳綸1313就是前面所說的間位芳綸。
　　第三種命名方法就是根據聚合單體的種數，如前面所說的芳綸14又叫芳綸I型，芳綸1414和芳綸1313又叫芳綸II型。當在對苯二甲酸和對苯二胺、間苯二甲酸和間苯二胺等常見結構加入第三單元單體如4，4’-二氨基二苯醚、5（6）-胺基-2-（4-胺基苯基）苯并咪唑等得到的芳綸可稱為芳綸III型。當第三單元單體為雜環結構時，人們還常稱之為雜環芳綸
　　行業發展報告
　　《2012年全球及中國芳綸纖維產業深度研究報告》是芳綸纖維領域專業和全面的深度研究報告，報告首先介紹了芳綸纖維的定義、分類、產值及應用等數據，然后介紹了芳綸纖維的產業鏈結構、市場現狀和趨勢以及當前的政策等，并介紹了芳綸纖維的產品參數、制造工藝、成本分析、設備物料和技術趨勢等，然后分全球和中國兩個方面介紹了2009-2013年芳綸纖維的產能、產量、企業市場份額等，并介紹2009-2013年芳綸纖維企業的產能產量利用率、中國占全球的比例以及全球、中國的供需關系、缺口、成本、價格、利潤率、進出口消費量等。接著詳述了全球主要的16家芳綸纖維的企業的公司全稱、網站、公司性質、主要股東、成立時間、管理團隊及背景、產品或者服務、客戶或者產品應用、歷史或者市場地位、擴大計劃和各個企業的產值、產量、成本、價格、利潤率等詳細數據，最后以投資建設3000噸差別化間位芳綸工程項目投資為例子作可行性分析。