分子量对芳纶1414性能的影响
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芳纶1414 (PPTA)具有高强度、高模量、耐高温性能,广泛用于防弹衣材料、装甲防 护材料、导弹壳体材料、光纤增强材料、防切割材料、耐高温过滤材料等,同时由于其比 强度是钢的6分子量对芳纶1414性能的影响
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芳纶1414 (PPTA)具有高强度、高模量、耐高温性能,广泛用于防弹衣材料、装甲防 护材料、导弹壳体材料、光纤增强材料、防切割材料、耐高温过滤材料等,同时由于其比 强度是钢的6倍,作为减重材料可以用于大飞机项目中。自20世纪70年代美国杜邦研发 成功对位芳纶产业化之后,芳纶始终被作为一种战略性材料进行使用,其主要生产技术始 终掌握在美日苏等国际巨头手中,其军用领域纤维更是作为战略物资,对中国实行禁运禁 售。为克服一系列技术难关,中国一批科研人员及企业开始了长期的探索,如泰和新材
(原烟台氨纶)、仪征化纤、河北硅谷、神马股份、中蓝晨光等,2011年5月,泰和新材 (原烟台氨纶)率先发布公告宣布实现对位芳纶的产业化生产,实现了从实验室到商业化生 产的飞跃。
芳纶1414纺丝属于液晶纺丝,采用干喷湿纺。影响芳纶1414强度、模量的因素有很 多,包括聚合体(PPTA)相对分子质量、喷头拉伸比、纺丝浆液浓度、浆液温度等多种因 素,但决定其强度的根本因素在于其相对分子质量的大小。不仅是强度,相对分子质量的 大小对芳纶1414纤维其他机械性能如模量、冲击强度等有所影响。相对分子质量还会影响 纤维的热学性能,光学性能,电学性能,磨损性能,耐化学药品性能等。
分子量对芳纶1414强度和模量的影响
PPTA相对分子质量表征采用比浓对数黏度(ninh表示。芳纶1414比浓对数粘度与 纤维强度的关系如表1所示。
表1芳纶1414比成对数栽•度用I纤维强度的左系
纤维比浓对数黏度恤&
纤维纤度Mtex
T维强度惟Mdy)
1733
]
]
19,38
]
2029
2034
\.8&
5必
由表1可知,纤维的比浓对数黏度(ninh每提高1 dL/g,其强度大约可以提高3- 4cN/dtex
。对于国外产品的分析测试也表明,要保证足够的强度,其最终纤维的比浓对数 黏度必须控制在5 dL/g以上。一般对纤维来说,随着相对分子质量的增长,分子间总的次 价键力增大,分子链间不易滑移,其抗拉强度,断裂伸长等会随之提高。当相对分子质量 增加到一定程度时,,它对力学性能的提高变得不再明显,会趋向一极限值。芳纶1414的 分子量高达20000以上,故其断裂强度也高达24 cN/dtex,〜 cN/dtex, 比强度是钢的6倍,比模量是钢的2倍,用于复合材料时压缩和抗弯强度仅低于无机纤 维。
分子量对芳纶1414冲击强度的影响
相对分子质量对纤维冲击韧性的影响作用与强度类似,刚开始随着相对分子质量
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