什么神仙化身的纤维(烧不坏拉不断还能防弹)
某仓库突发大火,仓库中的货物几乎完全焚为灰烬,而就在这一堆废墟中,保险公司的人员惊讶地发现,大量杜邦Kevlar纱线虽然被熏黑,但却依然完整,没有被大火焚毁。
其中的纸卷芯也依然完好,其下的木质托盘竟也得以保留下来。
究其原因,杜邦Kevlar芳纶纤维除了拥有非常卓越的耐磨性和强度外,同时也具有出色的阻燃、耐高温特性。
芳纶纤维究竟是何方神圣,又到底能耐受多高的温度呢?芳纶纤维诞生于20世纪60年代末,初作为宇宙开发材料和重要的战略物资而秘不示人,平添了许多神秘色彩。
冷战结束后,芳纶作为高技术含量的纤维材料大量用于民用领域,才逐渐露出庐山真颜。
芳纶的全称是“芳香族聚酰胺纤维” ,是一类新型的特种用途合成材料。
因为构成纤维的高聚物长链分子中含有酰胺基,所以与锦纶一样,同属于聚酰胺类纤维。
不同的是,构成锦纶的高聚物大分子中连接酰胺基的是脂肪链,而芳香族聚酰胺纤维中连接酰胺基的是芳香环或芳香环的衍生物,所以把这类纤维统称为芳香族聚酰胺纤维,简称芳纶。
芳纶纤维主要分为两种:对位芳酰胺纤维(PPTA)和间位芳酰胺纤维(PMIA)。
其中,间位芳酰胺纤维主要以芳纶1313为代表,有“防火纤维”之美称。
对位纤维以芳纶1414为代表,有“防弹纤维”之美称。
芳纶 1313早由美国杜邦公司开发,并于1967年实现工业化生产。
芳纶 1313的大特点是它具有良好的耐高温性,可在20℃的高温下长时间使用,220℃不老化。
其电气和机械性能的有效性可以保持10年,并且其尺寸稳定性非常好。
250℃左右的热收缩率仅为1%,短时间暴露在300℃的高温下不会收缩,变脆,软化或熔化。
它只有在高于370℃的强温度下才开始分解,大约在400℃开始碳化。
这种高的热稳定性在当前的有机耐高温纤维中是独特的。
芳纶 1313制成的特殊防护服,着火时不会燃烧,滴落或冒烟,并且具有出色的防火效果。
特别是当遇到900-1 500℃的高温时,布的表面会迅速碳化并变厚,形成独特的隔热层,以保护穿着者免于脱身。
如果添加少量的抗静电纤维或芳纶 1414,则可以有效防止织物破裂并避免雷电,电弧,静电和火焰的危害。
使用芳纶 1313彩色纤维制作各种特殊保护措施,例如飞行服,化学防护战斗服,消防服和熔炉工作服,焊接工作服,均压服,辐射防护工作服,化学防护服,服装用于航空,航天,军服,消防,石化,电气,天然气,冶金,赛车等许多领域。
另外,在发达国家,芳纶织物还通常用作酒店纺织品,救生通道,家用耐火装饰品,熨衣板覆面,厨房手套和阻燃睡衣,以保护老年人和儿童。
几乎与芳纶 1313的发明同时,杜邦在1960年代后期开发了另一种高性能合成纤维芳纶 1414,其产品于1972年首次问世。
芳纶 1414 它的外观为金黄色,看上去像一条闪亮的金属丝,但实际上是由刚性长分子组成的液晶聚合物。 由于其分子链沿长度方向高度定向并且具有很强的链间键合力,因此赋予了纤维前所未有的高强度,高模量和耐高温性。
芳纶 1414的发现被认为是材料工业发展的重要里程碑。 芳纶 1414具有极高的强度,是优质钢的5-6倍,模量是钢或玻璃纤维的2-3倍,韧性是钢的2倍,重量仅为钢的1/5。
芳纶 1414的连续使用温度范围非常宽,并且可以在-196-204℃的范围内长时间正常运行。
150℃的收缩率为0,在560℃的高温下不会分解熔化。
耐热性优于Fang 1313,具有良好的绝缘性和耐腐蚀性,使用寿命长,有“钢丝”的美誉。
芳纶 1414初用于国防和军事工业等前沿领域。 为了满足现代战争和反恐的需要,美国,俄罗斯,英国,德国,法国,以色列,意大利和其他许多国家的军事和警察都配备了防弹背心,防弹头盔,防刺防弹服,裁剪服,排爆服,高强度降落伞和防弹车。
芳纶 1414广泛用于防弹板和防弹板。
除了军事领域,芳纶 1414还被广泛用作航空航天,机电,建筑,汽车,海洋和渔业,体育用品和国民经济其他方面的高科技纤维材料。