芳綸纖維 —— 一個(gè)低調(diào)隱形王者

芳綸纖維對(duì)于復(fù)材(這里復(fù)材指樹(shù)脂基纖維復(fù)合材料)人來(lái)說(shuō)并不陌生，因?yàn)樗旧砭哂行詢r(jià)比，注定不會(huì)像玻璃纖維那樣全覆蓋式應(yīng)用，也不像碳纖維那樣具有極為明顯特性而被大范圍應(yīng)用。

芳綸復(fù)合材料一般軍工中應(yīng)用比較廣泛，如用于戰(zhàn)斗機(jī)、防彈裝甲車、輕型坦克、防彈運(yùn)鈔車、防彈板中。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)、法國(guó)飛機(jī)上大量使用了芳綸復(fù)合材料。同時(shí)，為適應(yīng)反恐的需要，許多發(fā)達(dá)國(guó)家軍警的防彈衣、防彈頭盔、防刺防割服、排爆服、高強(qiáng)度降落傘等均大量采用了對(duì)位芳綸纖維。

芳綸復(fù)合材料在運(yùn)動(dòng)器材方面也被大范圍應(yīng)用，如：制備釣魚(yú)竿、高爾夫球桿、網(wǎng)球拍、弓箭、雪橇等用品，以提高這些器材的使用壽命。

芳綸纖維也可作為涂覆織物使用，用作空氣支撐結(jié)構(gòu)建筑物以及充氣膠布制品，如膠船、救生筏、軟式飛艇、氣球、特種服裝等。也可以使用在船舶、航空航天、軌道交通等領(lǐng)域。

芳綸纖維全稱“芳香族聚酰胺纖維”， 指85%以上的酰胺鍵直接連在苯環(huán)上的長(zhǎng)鏈合成聚酰胺纖維，連接酰胺鍵的為芳香環(huán)或芳香環(huán)的衍生物，具有阻燃、耐高溫、高強(qiáng)度、高模量、絕緣等突出性能，是一類新型的特種高分子材料。目前，市場(chǎng)上有兩種芳綸實(shí)現(xiàn)了廣泛的商業(yè)化應(yīng)用和生產(chǎn)，分別是間位芳綸和對(duì)位芳綸。

間位芳綸具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、阻燃性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐輻射性。間位芳綸全稱“聚間苯二甲酰間苯二胺”(MPIA)纖維，是由間苯二甲酰氯和間苯二胺合成的有機(jī)高分子纖維。由于酰胺鍵連接在兩個(gè)苯環(huán)1號(hào)和3號(hào)位置，又稱之為芳綸1313。間位芳綸具有長(zhǎng)久的熱穩(wěn)定性，這是其最重要的特性，可在200℃高溫下長(zhǎng)期使用不老化，具有極佳的尺寸穩(wěn)定性。間位芳綸具有本質(zhì)阻燃性，其極限氧指數(shù)值(LOI)>28%，在空氣中不會(huì)自燃、融化，也不會(huì)產(chǎn)生熔滴，離焰自熄。間位芳綸的電絕緣性優(yōu)良，以其制成的絕緣紙耐擊穿電壓可達(dá)20kV/mm；間位芳綸耐腐蝕性能非常優(yōu)越，耐輻射的性能也十分優(yōu)異。此外，間位芳綸還具有低剛性、高延長(zhǎng)性，能用常規(guī)紡織機(jī)械進(jìn)行加工。

對(duì)位芳綸具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐高溫和阻燃等優(yōu)異性能，與碳纖維、高強(qiáng)高模聚乙烯并稱為世界三大高性能纖維。對(duì)位芳綸全稱“聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺”(PPTA)纖維，是由對(duì)苯二甲酰氯和對(duì)苯二胺合成的有機(jī)高分子纖維，由于酰胺鍵連接在兩個(gè)苯環(huán)的1號(hào)和4號(hào)位置，又稱之為芳綸1414。對(duì)位芳綸的拉伸強(qiáng)度是鋼絲的6倍，是玻璃纖維和高強(qiáng)尼龍工業(yè)絲的2~3倍；拉伸模量是鋼絲和玻璃纖維的2~3倍，高強(qiáng)尼龍工業(yè)絲的10倍；其密度卻只有鋼絲的1/5左右。對(duì)位芳綸具有良好的抗沖擊、耐腐蝕和抗疲勞性能，被喻為“防彈纖維”。對(duì)位芳綸的耐熱性能要高于間位芳綸，在200℃高溫下經(jīng)歷上百個(gè)小時(shí)，仍能保持原強(qiáng)度，在560℃高溫下不分解、不熔化。在環(huán)保方面，對(duì)位芳綸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不易降解的特性也決定了其存在后期難以回收處理影響環(huán)境的問(wèn)題。

芳綸纖維最早由美國(guó)杜邦公司開(kāi)發(fā)，杜邦在1966年研制出商品名為“Kevlar”的高性能對(duì)位芳綸，并于1971年開(kāi)始進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。此外，全球從事對(duì)位芳綸生產(chǎn)的主要廠家還有日本帝人公司、俄羅斯耐熱公司和韓國(guó)可隆公司等。自20世紀(jì)60年代末芳綸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)以后，迄今40余年的歷程中，芳綸纖維走過(guò)了從軍用戰(zhàn)略物資向民用物資過(guò)渡的階段。

我國(guó)從“六五”期間就展開(kāi)了芳綸的攻關(guān)，但很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)始終未能突破，國(guó)內(nèi)對(duì)位芳綸需求主要依賴進(jìn)口。近年來(lái)，隨著芳綸技術(shù)壁壘的不斷攻破，我國(guó)對(duì)位芳綸的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)始蓬勃發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)有十多家企業(yè)正在進(jìn)行對(duì)位芳綸產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，包括中化晨光、泰和新材、蘇州兆達(dá)特等。

目前全球間位芳綸和對(duì)位芳綸的需求量分別為8萬(wàn)噸/年和4萬(wàn)噸/年，產(chǎn)能主要集中在美國(guó)杜邦和日本帝人等外資企業(yè)。而國(guó)內(nèi)間位芳綸和對(duì)位芳綸有效產(chǎn)能分別為1萬(wàn)噸/年和2500噸/年，其中對(duì)位芳綸國(guó)內(nèi)需求量超過(guò)1萬(wàn)噸/年，進(jìn)口依賴度較高。

2017年、2018年我國(guó)進(jìn)口芳綸量為3368噸、3392噸，隨著芳綸下游應(yīng)用的拓寬，芳綸對(duì)進(jìn)口的依賴程度較高的情況將持續(xù)。

綜上所述，芳綸纖維無(wú)論是技術(shù)、還是產(chǎn)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外，不是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)不旺盛，是極度的旺盛因此才對(duì)進(jìn)口依賴高；從市場(chǎng)需求程度來(lái)看，芳綸絕對(duì)是纖維增強(qiáng)材料中的王者，而且是悶聲發(fā)大財(cái)?shù)耐跽摺?/p>