《第二章3凯夫拉纤维优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章3凯夫拉纤维优秀PPT.ppt（47页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、一、凯夫拉纤维的发展一、凯夫拉纤维的发展也称也称KevlarKevlar或芳纶，即芳香族聚酰胺纤维或芳纶，即芳香族聚酰胺纤维1 1）19601960年，美国杜邦研制出年，美国杜邦研制出NomexNomex聚间聚间苯二甲酰间苯二胺纤维，即芳纶苯二甲酰间苯二胺纤维，即芳纶13131313，耐，耐热纤维热纤维2 2）19651965年，杜邦研制出年，杜邦研制出KevlarKevlar聚对苯二聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，即芳纶甲酰对苯二胺纤维，即芳纶14141414，高强高，高强高模量纤维模量纤维3 3）19741974年，美国联邦通商委员会把全芳香族年，美国联邦通商委员会把全芳香族聚酰胺命名为聚酰胺命
2、名为AramidAramid。一、凯夫拉纤维的发展一、凯夫拉纤维的发展聚对苯二甲酰对苯二胺商业名称：聚对苯二甲酰对苯二胺商业名称：美国Kevlar、日本帝人Technora、荷兰阿克苏Twaron、中国芳纶1414 聚间苯二甲酰间苯二胺 美国Nomex、日本帝人Conex、荷兰阿克苏Twaron 中国芳纶1313一、凯夫拉纤维的发展一、凯夫拉纤维的发展凯夫拉凯夫拉(Kevlar)(Kevlar)纤维国内发展纤维国内发展起步阶段：技术水平、产品档次及生产实起步阶段：技术水平、产品档次及生产实力都与国外发达国家存在着确定的差距。力都与国外发达国家存在着确定的差距。产品种类：产品种类：轮胎帘子线轮胎
3、帘子线光缆补强件光缆补强件艰难的缘由艰难的缘由生产的技术瓶颈难以突破生产的技术瓶颈难以突破大部分原料须要进口大部分原料须要进口Kevlar纤维或产品Kevlar纤维或产品Kevlar纤维或产品Kevlar纤维或产品Kevlar纤维或产品二、二、KevlarKevlar纤维的制造纤维的制造芳香族聚酰胺是由酰胺键与两个芳环连接而成芳香族聚酰胺是由酰胺键与两个芳环连接而成的线性聚合物。芳香族聚酰胺中最具代表性的的线性聚合物。芳香族聚酰胺中最具代表性的首称聚对苯二甲酰对苯二胺首称聚对苯二甲酰对苯二胺(Polypphenylene terephthalamide)，简称，简称PPTA。芳纶依据纤维大分子
4、链节中酰胺键与亚胺键的芳纶依据纤维大分子链节中酰胺键与亚胺键的位置，有不同的名称，例如位置，有不同的名称，例如Kevlar29、Kevlar 49等。等。二、二、KevlarKevlar纤维的制造纤维的制造1.1.聚合物的准备：聚合物的准备：简称简称PPTA(PPTA(固态固态)二、二、KevlarKevlar纤维的制造纤维的制造高聚物溶液的特性：高聚物溶液的特性：1）高聚物溶液不溶于一般的溶剂，仅溶于强酸，如硫酸、氯酸、硝酸等。一般用硫酸2）高聚物溶液呈液晶高聚物的特点。体积分数20%,高取向的液晶,各向异性3）聚合物体积分数18-22%，温度90处于可纺性良好的低粘度区高聚物溶液的特点二、
5、二、KevlarKevlar纤维的制造纤维的制造 2.纺丝：接受干喷湿法纺丝工艺二、二、KevlarKevlar纤维的制造纤维的制造工艺过程：工艺过程：各向异性的各向异性的PPTAPPTA溶液通过喷丝孔抽伸溶液通过喷丝孔抽伸时，靠近细孔壁时产生剪切，当成形丝时，靠近细孔壁时产生剪切，当成形丝凝合时，将保持高取向分子结构，形成凝合时，将保持高取向分子结构，形成较高的干净度和较高的取向结构。较高的干净度和较高的取向结构。二、二、KevlarKevlar纤维的制造纤维的制造凝固浴的温度为凝固浴的温度为0 -50 -5中间空气层间隙可使高温纺丝喷丝头和中间空气层间隙可使高温纺丝喷丝头和低温凝固浴保持温
6、差，同时在空气层中低温凝固浴保持温差，同时在空气层中进行适宜的喷头拉伸，增加取向度进行适宜的喷头拉伸，增加取向度纺丝速度可达纺丝速度可达2000m/min2000m/min三、三、KevlarKevlar纤维及其产品纤维及其产品1）Kevlar长丝纱长丝纱美国杜邦美国杜邦：Kevlar、kevlar29、49、68、100、119、129、149荷兰阿克苏荷兰阿克苏：Twaron1000、1010、1111、1055、1056日本帝人日本帝人：Technora200、210、240三、三、KevlarKevlar纤维及其产品纤维及其产品Kevlar-帘子线、kevlar29-各种用途的纱、49
7、-高模量纱、68-中模量纱、100-各种色纱、119-高伸长纱、129-高强度纱、149-超高模量纱Twaron1000-标准模量、1010-标准模量、1111-中等模量、1055-高模量、1056-高模量Technora200-高强（增加基）、210-高强（绳索）、240-高强（机织、针织物）三、三、KevlarKevlar纤维及其产品纤维及其产品2.Kevlar色纤维4 4种基本颜色：灰绿色、品蓝、黑色、黄色种基本颜色：灰绿色、品蓝、黑色、黄色品种：长丝和短纤维品种：长丝和短纤维用途：制作防护服，如消防服、运动员手套用途：制作防护服，如消防服、运动员手套等等性能：与性能：与Kevlar29
8、Kevlar29类似类似三、三、KevlarKevlar纤维及其产品纤维及其产品3.Kevlar短纤维：短纤维：用途：增加材料、替代石棉作离合器衬片、用途：增加材料、替代石棉作离合器衬片、缝纫线缝纫线4.Kevlar织物：长丝可织成机织物织物：长丝可织成机织物织物密度：轻薄、中厚织物密度：轻薄、中厚织物组织：平纹、缎纹、方平织物组织：平纹、缎纹、方平用途：复合材料、装甲车、防弹服等用途：复合材料、装甲车、防弹服等三、三、KevlarKevlar纤维及其产品纤维及其产品5.芳纶的浆粕化：芳纶的浆粕化：近十多年来开发的对位芳纶差别化产品，近十多年来开发的对位芳纶差别化产品，是高分散性的原纤化芳纶产
9、品是高分散性的原纤化芳纶产品 制造：长丝切断，在水中分散进行机械制造：长丝切断，在水中分散进行机械叩解和研磨，纤维被撕裂而原纤化叩解和研磨，纤维被撕裂而原纤化 用途：石棉的替代品用途：石棉的替代品四、凯夫拉纤维的性能四、凯夫拉纤维的性能纤维的大分子刚性极佳，链缠结少纤维的大分子刚性极佳，链缠结少,取向度、取向度、结晶度高，分子链几乎处于完全伸直状态，这结晶度高，分子链几乎处于完全伸直状态，这种结构使纤维表现出良好的强度、模量及热稳种结构使纤维表现出良好的强度、模量及热稳定性定性。纤维密度小，只有钢丝的纤维密度小，只有钢丝的15。可耐可耐240高温。高温。拉伸强度高，耐屈折、耐疲惫、耐腐蚀，膨拉
10、伸强度高，耐屈折、耐疲惫、耐腐蚀，膨胀系数小。胀系数小。是一种性能优异的纤维。是一种性能优异的纤维。四、凯夫拉纤维的性能四、凯夫拉纤维的性能1.1.物理性能：物理性能：(1)(1)有光，黄色，有光，黄色，Kevlar49Kevlar49为深黄色为深黄色(2)(2)线密度：大部分线密度：大部分13.7tex13.7tex，直径，直径0.012mm0.012mm(3)(3)密度：大部分密度：大部分3 3 锦纶锦纶1.141.14，聚酯，聚酯1.381.38，碳纤维，碳纤维1.81.8 玻璃纤维玻璃纤维2.252.25，钢丝钢丝7.87.8四、凯夫拉纤维的性能2.2.机械性能：机械性能：1 1）强伸
11、性能：比强度、比模量高）强伸性能：比强度、比模量高,对温度不敏对温度不敏感感捻系数对强度的影响：起先随捻度增加，强度捻系数对强度的影响：起先随捻度增加，强度增加，并达到以最高值后，随后下降。最佳增加，并达到以最高值后，随后下降。最佳捻系数捻系数1.11.1。自由长度：指纤维由于自身重量而断裂的长度，自由长度：指纤维由于自身重量而断裂的长度，它等于强度它等于强度/密度。是钢丝空气中的密度。是钢丝空气中的7 7倍，海倍，海水中的水中的2626倍倍捻系数与拉伸强度的关系温度与拉伸强度的关系凯夫拉纤维与钢丝自由长度的关系凯夫拉纤维与钢丝自由长度的关系钢丝钢丝610457305150 0 空气中空气中
12、海水中海水中凯夫拉49凯夫拉49几种工业长丝纱性能比较几种纤维主要性能的比较几种纤维主要性能的比较fiber modulus(Gpa)fiber strain(%)1234124E-glass(350 ksi)Aramid(500 ksi)Carbon(600 ksi)fiber modulus(Gpa)fiber strain(%)1234124E-glass(350 ksi)Aramid(500 ksi)Carbon(600 ksi)四、凯夫拉纤维的性能2 2）压缩性能：径向和轴向具有较低的压）压缩性能：径向和轴向具有较低的压缩性能，是由它的高结晶度和高取向度缩性能，是由它的高结晶度和高取
13、向度确定确定3 3）剪切性能：较低，因为它具有各向异）剪切性能：较低，因为它具有各向异性性拉伸强度拉伸强度/压缩强度压缩强度/剪切强度剪切强度/=5/17/=5/17，拉，拉伸模量伸模量/切变模量切变模量=70=704 4）耐磨性能：较低，纤维之间或纤维与）耐磨性能：较低，纤维之间或纤维与金属表面摩擦，纤维易原纤化金属表面摩擦，纤维易原纤化5 5）疲惫性能：品种不同，耐疲惫性有区）疲惫性能：品种不同，耐疲惫性有区分分Kevlar49拉伸、压缩和剪切性能各种纤维的扭转切变模量Kevlar纤维疲惫性能四、凯夫拉纤维的性能四、凯夫拉纤维的性能3.3.热性能热性能具有良好的散热和绝热性能具有良好的散热
14、和绝热性能在相同重量下，在相同重量下，KevlarKevlar纤维比玻璃纤维和石纤维比玻璃纤维和石棉织物具有较好的热绝缘性棉织物具有较好的热绝缘性具有极好的热稳定性，具有极好的热稳定性，500500以上降解以上降解抗燃性能好，不产生后燃烧，不帮助燃烧，抗燃性能好，不产生后燃烧，不帮助燃烧，427 427 炭化炭化尺寸稳定性好，具有特别低的热收缩尺寸稳定性好，具有特别低的热收缩四、凯夫拉纤维的性能4.化学性能：氧化稳定性好，有极好的稳定性和很低的强度损失，在有氧环境下，长时间运用的最高温度为150度有良好的耐碱性，耐酸性好于锦纶，具有良好的耐有机溶剂、漂白剂以及抗虫蛀和霉变，对橡胶有良好的粘附性
15、，但耐日晒和抗紫外线实力差Kevlar49纤维比热容Kevlar29、玻纤和石棉织物的导热系数有机纤维燃烧时放出的气体有机纤维燃烧时放出的气体五、五、KevlarKevlar纤维的应用纤维的应用 由于芳纶纤维的独特性能，使它在工业及军事由于芳纶纤维的独特性能，使它在工业及军事上的应用特别广泛。在工业上可制作轮胎帘子上的应用特别广泛。在工业上可制作轮胎帘子线、高强度索具、耐压容器等。在军事方面如线、高强度索具、耐压容器等。在军事方面如制作防弹衣、头盔、装甲板等。芳纶纤维可用制作防弹衣、头盔、装甲板等。芳纶纤维可用做飞机的机身、机翼；内装修材料和火箭发动做飞机的机身、机翼；内装修材料和火箭发动机外
16、壳。用以制作体育器材，从根本上变更了机外壳。用以制作体育器材，从根本上变更了器材的性能，如高尔夫球杆、冰球杆、网球拍、器材的性能，如高尔夫球杆、冰球杆、网球拍、滑雪板、赛艇、赛车等滑雪板、赛艇、赛车等。五、五、KevlarKevlar纤维的应用纤维的应用1.产业用纺织品：缆绳类：升降机吊索、快艇绳索编织线绳类：耐热缝线、发热线编织带类：耐热带、平安带、运输带织物：篷布、耐热帆布、着陆伞用布非织造布：耐热毡土工布：增加格栅材料五、五、KevlarKevlar纤维的应用纤维的应用2.防护服：防弹衣：防弹背心、防弹头盔切割防护：平安手套、运动衣等防腐蚀：工作防护服五、五、KevlarKevlar纤维的应用纤维的应用3.3.增加材料：增加材料：轮胎轮胎运力带运力带胶管胶管复合材料复合材料五、五、KevlarKevlar纤维的应用纤维的应用3.3.石棉替代品石棉替代品摩擦材料：刹车垫片、离合器衬垫密封材料：密封垫片、气缸垫工业用纸：耐热绝缘纸、工业特种用纸五、五、KevlarKevlar纤维的应用纤维的应用4.4.水泥补强水泥补强建筑材料：地基屋顶材料补强材料：钢筋替代材料精品课件精品课件！精品课件精品课件！