我國高性能纖維新突破：直徑只有頭發(fā)絲1/6的細(xì)繩，卻能拉動20多噸重物

高性能纖維，顧名思義，就是具有優(yōu)異性能的纖維材料，它們輕便、高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕，在極端環(huán)境下仍能保持良好的性能，因此被廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍工、汽車制造、等高端制造領(lǐng)域。然而，高性能纖維的研發(fā)之路并非坦途，許多基礎(chǔ)科學(xué)問題亟待解決，科學(xué)家們一直在努力攻克。

在電子通信、特種防護(hù)等高精尖領(lǐng)域，便有這樣一種至關(guān)重要的關(guān)鍵戰(zhàn)略性材料，曾因嚴(yán)格的“技術(shù)封鎖”而長期受制于人，如今我國已經(jīng)順利實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，這便是芳綸纖維。

1、芳綸是什么？

芳綸，全稱是芳綸組聚酰胺纖維，是由芳香基團(tuán)和酰胺基團(tuán)組成的線性聚合物。它具有優(yōu)異的力學(xué)性能，穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，理想的機(jī)械性質(zhì)。

它是世界三大高性能纖維之一，其外觀與普通紡絲并無二致，卻擁有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐酸堿、重量輕等超乎尋常的突出性能。

目前，全球芳綸生產(chǎn)和應(yīng)用以對位芳綸和間位芳綸為主，其中的對位芳綸，在摩擦材料、輪胎橡膠增強(qiáng)、特種防護(hù)等方面占據(jù)市場優(yōu)勢，在光纖光纜行業(yè)有著非常廣泛的應(yīng)用前景。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國光纖光纜領(lǐng)域?qū)Ω吣ξ环季]產(chǎn)品的需求量接近4000噸。

2、高性能芳綸纖維，曾經(jīng)嚴(yán)重依賴進(jìn)口

盡管國內(nèi)市場對芳綸類產(chǎn)品有著旺盛的需求，但是上世紀(jì)90年代，我國使用的高性能芳綸纖維還只能依賴進(jìn)口。

在芳綸生產(chǎn)上，國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小、生產(chǎn)穩(wěn)定性差，加之聚合紡絲工藝技術(shù)不成熟、關(guān)鍵設(shè)備精度不夠等原因，高強(qiáng)纖維產(chǎn)率一直較低。

為了打破國外的技術(shù)封鎖和產(chǎn)品壟斷，我國的材料團(tuán)隊歷經(jīng)十多年潛心研制，終于走通了芳綸纖維的國產(chǎn)化之路，填補(bǔ)了國內(nèi)高性能纖維材料的空白。

3、微米級高性能纖維是如何實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的？

F-12芳綸纖維是如何造出來的？答案就是這瓶外觀特別像蜂蜜的黃色液體——紡絲溶液。

先通過設(shè)備將紡絲溶液壓成單根直徑只有14微米的F-12芳綸纖維，然后再通過聯(lián)通裝置卷繞成束。

2021年，面對F-12纖維產(chǎn)能不足和技術(shù)瓶頸等問題，我國科研人員大力推動產(chǎn)業(yè)化建設(shè)，先后在F-12芳綸纖維干噴濕紡、連續(xù)熱處理等關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破，并且在紡絲速度和纖維強(qiáng)度均得到大幅提升。

如今，我國生產(chǎn)的高性能芳綸纖維，單根直徑只有14微米，是頭發(fā)絲的六分之一，但用它做成直徑12毫米的細(xì)繩，卻能拉動20多噸的重物，而同樣粗的鋼繩卻只能拉動8噸。

國產(chǎn)高性能芳綸不僅拉力大，它還具有極強(qiáng)的防切割性。

現(xiàn)在，F(xiàn)-12芳綸纖維已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多路并行的流水線自動化生產(chǎn)，我國高性能芳綸纖維在生產(chǎn)能力和技術(shù)創(chuàng)新上邁上了一個新臺階。

（綜合來源：央視軍事、科技日報、中國紡織工程學(xué)會等）