杜邦于1916年首先介绍芳族聚
酰胺-聚间苯二甲酰
苯二胺(Nomex)纤维,1970年介绍了聚对苯酰胺(Fibre B或
民主革命党49),1972年又介绍了较韧性的聚1,4-苯撑对苯二酰胺(
凯夫拉 49)纤维,分析表明Kevlar纤维为代表。
以
对氨基苯甲酸为单位、N-甲基吡咯为溶剂,在
催化剂、
助催化剂存在和80~90℃的条件下,反应3小时。然后,将物料沉析到
乙醇中,用水洗涤树脂,干燥,即可得到纺丝用树脂。树脂的特性粘度控制在1.8~2.2范围内。
将芳纶-I树脂溶解在含有4~6%
助溶剂的有机溶剂(
二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮)中,聚合物浓度控制在9~10%左右,即可得到光学上各向异性的液晶浆液。
将上述液晶浆液过滤,置于贮料筒中脱泡
24HRS,纺丝液经纺丝计量泵计量后,再经过滤器送至喷丝头,通过Φ0.05~0.08×500~1000孔纺丝帽,以每分钟10~20米的速度从喷丝孔喷入到凝固浴中。凝固浴为20~40%的有机溶剂
水溶液,温度为40~50℃。从凝固出来的纤维经水充分洗净,干燥后,即得芳纶-I原丝。原丝在惰性气体中(3~5升/分,500~550℃)热处理3~5秒,即得到芳纶-I纤维。
聚对苯酰胺纤维是一种高强度、高模量、低密度的芳核酰胺纤维。其纤维密度(1.42~1.46g/cm3为玻璃纤维的60%,为碳纤维的80%,拉伸强度3.4~4.1Gpa,拉伸模量82.7~137.9Gpa,压缩强度仅为拉伸强度的20%,显示出延展性,可以压缩和弯曲,能够吸收能量。它广泛用于热塑性塑料和热固性塑料的增强,是
尖端出版社复合材料的高效增强剂。典型应用包括:
1.导弹、核武器、
宇航等军用复合材料。可大幅度减轻自重,提高射程和载荷能力。