芳纶纤维复合材料ppt课件.ppt

芳纶纤维复合材料*芳纶是由芳香族聚酰***树脂纺成的纤维。凡聚合物大分子的主链由芳香环和酰***键构成,且其中至少有85%的酰***基直接键合在芳香环上,每个重复单元的酰***基中的氮原子和羰基直接与芳香环中的碳原子相连接并置换其中一个氢原子的聚合物,称为芳香族聚酰***树脂。国外称为芳酰***纤维,我国定名为芳纶**实用于高性能复合材料的芳纶纤维的主要品种美国杜邦公司生产:◆聚对苯二甲酰对苯二***(PPTA)纤维◆聚对苯甲酰***(PBA)纤维日本帝人公司生产:◆对位芳酰***共聚纤维(Technora)俄罗斯生产:◆聚对芳酰***苯并咪唑纤维(CBM)◆APMOC纤维*杜邦公司PPTA纤维的主要牌号在复合材料中应用最普遍的是PPTA纤维,Dupont公司PPTA纤维的主要牌号有:◆第一代(RI型):Kevlar-29、Kevlar-49◆第二代(Hx系列):Ha(高粘接型)、Ht(Kevlar-129、高强型)、He(Kevlar-100、原液着色型)、Hp(Kevlar-68、高性能中模型)、Hm(Kevlar-149、高模型)、He(Kevlar-119、高伸长型)。◆我国于20世纪70年代跟踪研制,于80年代初期试生产出聚对苯甲酰***(PBA)纤维,定名为芳纶Ⅰ(芳纶14);◆又于80年代中期试生产出PPTA纤维,定名为芳纶Ⅱ(芳纶1414),可批量生产。我国芳纶纤维的主要牌号*(1)聚对苯甲酰***(PBA)纤维原料:对氨基甲苯甲酰***盐或亚硫酸***苯甲酰***PBA纤维工艺过程:▼在有机极性溶剂中,经低温缩聚得到PBA树脂。▼溶液纺丝(或制成粉末,再在溶剂中配成向列型液晶再纺丝)。◆虽然芳纶Ⅰ比芳纶Ⅱ的拉伸强度低约20%,但拉伸模量却高出50%以上,相当于Kevlar-49的水平。◆芳纶Ⅰ的起始分解温度(474℃)比Kevlar-49的(520℃)低,但分解终点温度相近。◆芳纶Ⅰ在高温下的强度保持率和热老化性能优于Kevlar-49。*(2)PPTA的结构PPTA化学结构的特点是:◇由苯环和酰***基按一定规律有序排列构成。酰***基的位置接在苯环的对位上。*◇在芳纶中,分子内的骨架原子通过强共价键结合;高聚物分子间是酰***基,由于酰***基是极性基团,其上的氢能够与另一个链段上酰***基团中可供电子的羰基(-CO-)结合成氢键,构成梯形聚合物,这种聚合物具有良好的规整性,因此具有高度的结晶性。◇芳纶沿分子链方向(平行于纤维轴向)为强共价键;垂直于纤维轴向的分子间以氢键相连,因而纤维显现各向异性(在轴向,和E高;在横向,和E均较低)。◇苯环呈大共轭键(键),它难于旋转,所以,大分子链具有线性刚性伸直链(棒状)构型,从而赋予Kevlar纤维高强度、高模量和耐热性。*