芳纶纤维Ⅲ缆绳的六大优异性能介绍

芳纶是由芳香族聚酰胺树脂纺成的纤维，1972年首先由美国杜邦公司研制成功，随后俄罗斯、荷兰、日本及我国都研制出具有抗弹性能的高性能芳纶纤维。

我国将芳纶纤维划分为：

芳纶Ⅰ，也称芳纶14，指聚对苯甲酰胺（PBA）纤维；

芳纶Ⅱ，也称芳纶1414，指聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）纤维；

与芳纶Ⅱ相比，芳纶Ⅲ的分子结构更复杂、力学性能更优异。芳纶Ⅲ是一种具有杂环结构的三元共聚对位芳香族聚酰胺纤维，由对苯二胺、对苯二甲酰氯、含有杂环结构的二胺等三种单体共缩聚而成，故称芳纶Ⅲ，也称杂环芳纶。芳纶Ⅲ的杂环结构使其具有超高强度和超高模量，并且在耐高温、耐冲击、耐磨损、透波等方面均具有优异性能，而且也更有利于纤维与树脂的复合，从而综合抗弹性能更优异。另外，芳纶Ⅲ还克服了芳纶Ⅱ、PBO纤维的耐紫外性能较差等缺点，可以说芳纶Ⅲ缆绳是当今世界上已批产的综合性能最好的有机纤维。

芳纶Ⅲ目前已广泛应用于各种武器装备上，其对促进武器装备的轻量化、小型化、隐身化、增强防护性能起到了至关重要的作用，己发展成为现代国防军工关键性的支撑材料。而芳纶Ⅲ是集结构承载和功能于一身的高性能特种材料，自身具有轻质高强、抗冲击、耐高温、柔韧、耐磨等优异性能。

1、耐热和耐热老化性

芳纶Ⅲ缆绳具有突出的耐热性和耐热老化性，在氮气环境中温度达到538℃或在空气环境中温度达到520℃时才会分解。当芳纶Ⅲ缆绳被加热到900℃时质量残余量还有58%，且只发生了碳化而不熔融，具有非常好的热稳定性。另外，芳纶Ⅲ缆绳产品比进口芳纶1414（Kevlar、Twaron）具有更优异的抗热老化性能。

2、耐化学性

芳纶Ⅲ缆绳能耐绝大多数的化学物质，具有优异的耐酸碱性，而且耐有机溶剂、漂白剂以及抗虫蛀和霉变，对橡胶有良好的黏附性。例如，在高温酸溶液处理后，芳纶Ⅲ缆绳的断裂强度可以保持在处理前的80%以上，断裂伸长率可保持在处理前的90%以上；在高温碱溶液处理后，芳纶Ⅲ缆绳的断裂强度能保持在处理前的94.5%以上。因此在芳纶家族中，芳纶Ⅲ缆绳的耐高温酸碱性为最优。

3、力学性能

芳纶Ⅲ缆绳力学性能居批产有机纤维之首。中蓝晨光芳纶Ⅲ缆绳的抗拉强度范围为4400~5500MPa，比芳纶1414高出30%~50%，超过高强型碳纤维T700水平；动态模量的范围是150~180GPa，仅次于钢丝和碳纤维；密度仅为1.43~1.45g/cm3，属轻质高强材料，其复合材料减重效果明显。

4、表面浸润性

芳纶Ⅲ缆绳的表面浸润性优于芳纶1414，由于其与水的接触角较小，并且其表面存在不均匀的浅沟槽，能够增加比表面积，当树脂基体润湿纤维，能渗入纤维表面沟槽中，与之形成机械铆钉式的结合。因此，相较于芳纶1414，芳纶Ⅲ缆绳能形成更高的机械式结合力和更强的范德华力物理吸附作用，有利于增强纤维与树脂间的界面结合力。

5、阻燃性

芳纶Ⅲ缆绳具有优异的阻燃特性，其极限氧指数高达42%，因此当它离开火焰时不会继续燃烧。其抗燃性能好，不产生后燃烧，不帮助燃烧。

6、稳定性

芳纶Ⅲ缆绳可以长时间使用而不改变属性，耐湿性好，具有良好的生物稳定性。相比之下，普通芳纶的耐湿性较差，湿的芳纶会迅速失去其性能。如果将芳纶Ⅲ缆绳在热水中放置一个月，其强度损失较小（强度保留率高于其他芳纶50%~70%）。此外，芳纶Ⅲ缆绳尺寸稳定性好，具有非常低的热收缩率，当在300~350℃使用时，芳纶Ⅲ缆绳纤维几乎没有收缩，在400~450℃的温度下使用时收缩不超过4%，同时芳纶Ⅲ缆绳具有非常高的热稳定性，在高温下使用不会丧失其特性。