二、芳綸制備方法

低溫溶液縮聚法合成PPTA聚合物是目前世界上最為成熟的工藝方法，PPTA纖維的制備方法為:首先將對苯二胺(PPDA)和對苯二甲酰氯(TPC)通過低溫溶液縮聚得到PPTA聚合物，然后將這種聚合物溶解在濃硫酸中，采用干噴濕法紡制成PPTA纖維。

PMIA的合成是由間苯二甲酰氯和間苯二胺通過低溫縮聚反應聚合而成，間位芳綸可采用干法紡絲、濕法紡絲或干噴濕紡法制得。PMIA的反應式如下所示。

PMIA制備流程

芳綸Ⅲ是將第三單元體即5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑引入PPTA的大分子鏈上進行共縮聚，并改進了纖維成形加工工藝，從而得到一種含有雜環結構的新型三元共聚聚酰胺纖維。芳綸Ⅲ樹脂是將第三單元體(M3)引入縮聚反應中，部分代替PPDA與TPC在低溫溶液中進行縮聚反應而得到的三元共聚物，且在此聚合反應中需加入強極性溶劑N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)和助溶劑氧化鋰(LiCl)，其生產工藝流程見下圖。芳綸Ⅲ樹脂原液再經過紡絲和熱處理兩步成形工藝制成芳綸Ⅲ。芳綸Ⅲ具有高強高模、耐酸堿試劑腐蝕性、超強耐高溫性、電絕緣性等特點，同對位芳綸類似，可應用于高強度，耐高溫燒蝕等構件的制造。

芳綸Ⅲ生產工藝流程

芳綸纖維強度高、并具有一定的耐腐蝕性，可用于火箭發動機殼體及飛機、航天器的機身、主翼、尾翼等結構件的制造。隨著航天材料要求越來越苛刻，芳綸纖維逐漸由承受沖擊力的結構部件發展到二次結構材料，如機艙門窗、整流罩體表面以及機內天花板、隔板、艙壁、行李架、座椅等。其實芳綸纖維在飛機上的廣泛應用還與芳綸纖維質量輕的特點密不可分，有資料記載，采用芳綸纖維復合材料可使飛機減重30%。

芳綸纖維堅韌耐磨用于制造坦克裝甲車，經得起反復撞擊，大大提高其防護性能。若采用玻璃鋼，防護性能相當時質量比用kevlar材料重一半，且韌性不如kevlar層壓薄板好。綜合kevlar薄板與鋼裝甲的性能優勢，采用“鋼—芳綸—鋼”型復合裝甲，可以對700mm厚的反坦克導彈甚至中子彈都具有一定的防護能力。kevlar層壓薄板與鋼鋁板的復合裝甲，廣泛用于坦克、裝甲車、核動力航空母艦及軍艦的防彈板。

在防彈背心和頭盔中，加入適量芳綸纖維，可使體積和質量減少的同時防彈效果提高40%，將逐步取代老式尼龍背心和罐性鋼盔。采用芳綸無緯布與高性能聚乙烯薄膜制成的軟質高檔防彈背心，防彈性能和耐熱性均優于聚乙烯纖維。

芳綸纖維復合材料在建筑領域主要是充當增強材料使用，用芳綸纖維增強水泥，可獲得輕質高強的結構件，有效防止水泥制品開裂；同時芳綸纖維韌性好，可加工成布、索、編織成鋼筋狀，作為水泥增強骨架材料，質量輕強度高，耐腐蝕、抗剪切。國外研究開發用芳綸纖維增強膠粘層壓木梁的技術，采用低級木材取代高級貴重木材而極大地降低成本，性能不比鋼筋水泥構件差且降低了成本。此項技術在歐美國家如美國、德國、日本、澳大利亞等國研究開發較多，應用前景廣闊。

個體防護裝備的阻燃耐高溫性能是保障人員安全的重要條件。隨著材料科學技術及紡織加工技術的發展，阻燃防護服已經由暫時性阻燃整理、半耐久性阻燃整理逐步發展為耐久性阻燃整理以及本質阻燃材料的應用。

由于橡膠的彈性大，彈性模量較低，在外力作用下極易產生變形，因此很多橡膠制品都必須用纖維材料或金屬材料作為骨架。以芳綸制成的簾子布、線繩、紗線、帆布、整體帶芯、直經直緯織物等被用作輪胎、動力傳動膠帶、物料輸送膠帶、膠管的骨架材料。

芳綸具有優異的耐熱性、阻燃性和化學穩定性，可在高溫惡劣環境中長期工作，是加工耐高溫過濾袋的理想材料，用于鋼鐵、水泥、炭黑等空氣污染較重領域的高溫煙塵過濾。由芳綸1313纖維所織成的非織造布具有非常好的過濾粉塵性質，例如：380g/m²的間位芳綸非織造布作為高溫過濾布具有較滌綸布530 g/m²及腈綸布600 g/m²更好的過濾性質。在袋式除塵領域，對于間位芳綸濾袋，在廢氣溫度不超過200℃，濕度6%，SO₂的含量為100ppm的情況下，使用壽命超過兩年。

芳綸纖維強度高，可用于光纖加工，當光纖受拉力時不會因伸長變形而影響光的傳輸；若將芳綸纖維與碳纖維復合加工，可用于制作高電壓裝置中降低電場的材料；利用芳綸短切纖維優異的耐磨和非磨耗表面特性，可用于制作電子電器設備上用的制動器(閘)、離合器、斷路器等。還可與天然云母片結合用作耐熱性電機的絕緣材料。

纖維介電系數低及電磁波透過率好的性能特點，可制作雷達天線防護罩，再加上芳綸纖維密度低，加入后復合材料的整體厚度降低30%，電磁波透過率提高10%；結合芳綸纖維線膨脹系數低的優勢可與陶瓷匹配，將芳綸與環氧、酚醛、聚酰亞胺等樹脂復合制成層壓基板抗熱脹冷縮效果好。

充分利用芳綸耐高溫、耐疲勞等特性，制作運動條件苛刻的拳擊手套、登山鞋靴、賽車車體、賽馬頭盔等，還可用于制作球拍、滑雪板、滑雪桿、雪橇、弓箭、弓弦、釣魚竿、風箏骨架、高爾夫球棍、賽艇等。