四川省紡織科學(xué)院、中國產(chǎn)業(yè)用紡織品協(xié)會(huì ) 王樺 覃俊 孫蓓蓓

1963年，美國杜邦公司用低溫溶液縮聚法合成全芳香聚酰胺，并制成阻燃纖維Nomex。1972年成功研制出以聚苯酰胺為基礎的高強高模溶致性液晶纖維凱芙拉(Kevlar)，及此后其他聚芳酰胺纖維的工業(yè)化, 開(kāi)創(chuàng )了液晶高分子實(shí)際應用的歷史。但由于這種主鏈液晶聚合物不能模塑加工, 只能溶液紡絲或涂料, 促使人們的研究重點(diǎn)更多地放在不需要溶劑便可熔融加工的熱致性液晶聚合物上。上世紀80年代美國Celanese公司成功地開(kāi)發(fā)了芳香族聚酯液晶纖維，商品名Vectran。日本可樂(lè )麗公司引進(jìn)該技術(shù)，實(shí)現了Vectran熱致液晶纖維的工業(yè)化生產(chǎn)。

液晶高分子最主要的特點(diǎn)是在力場(chǎng)中容易發(fā)生分子鏈取向，使高分子鏈呈伸直的剛性鏈構象，并形成高度有序的微纖結構，且分子間存在較強的相互作用，從而賦予了液晶高分子材料很高的拉伸強度和模量。

我國對芳香族聚酯液晶纖維的研究早在上世紀90年代就已經(jīng)開(kāi)始，但一直沒(méi)有較大進(jìn)展。近幾年?yáng)|華大學(xué)和四川省紡織科學(xué)研究院等單位又重啟研究，目前取得較大進(jìn)展，不僅解決了紡絲難的問(wèn)題，而且對于芳香族聚酯液晶纖維的后處理技術(shù)也取得了突破性進(jìn)展，纖維性能達到Vectran纖維的指標，奠定了實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn)基礎。

Vectran纖維是一種類(lèi)似芳香族聚酰胺的聚酯，用萘代替乙烯，萘是一種雙環(huán)結構，故而重復建立了平面型分子，與普通的聚酯相比，強力、模量和熱穩定性都有所增強，同時(shí)保持著(zhù)聚酯較好的加工性、尺寸穩定性和極低的回潮率等優(yōu)點(diǎn)。這樣的分子結構也賦予其高強度、耐磨、耐化學(xué)品腐蝕的優(yōu)異性能。

Vectran纖維可滿(mǎn)足現在高科技對高強度、高模量、耐高溫、耐輻射高技術(shù)等綜合性能優(yōu)良纖維的需求。因此，可將其應用在航空航天、抗低溫、抗輻射織物、裝甲防護、艦艇繩纜等國防、交通領(lǐng)域，以及高溫過(guò)濾材料、電子絕緣材料、體育用品等軍民兩用領(lǐng)域。

比如，該纖維可用于現代軍事防護裝備，目前全球反恐形勢的日益嚴峻，杜邦公司將其芳綸生產(chǎn)線(xiàn)擴充25%，開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用于防彈背心的“Kevlar Comfort XLT”新產(chǎn)品，可使最終產(chǎn)品的質(zhì)量減輕25%，這對軍隊的裝備現代化有重要意義。

還有目前我們極為關(guān)注的環(huán)保問(wèn)題，現代交通運輸設備如汽車(chē)、火車(chē)、飛機等的輕量化，可大大減重，節能化、環(huán)保化。例如中型飛機機體應用50%的纖維增強材料，由于質(zhì)量可減輕20%，意味著(zhù)一架飛機在10年間少排放2.7萬(wàn)噸CO2，若普通乘用車(chē)采用17%的纖維增強材料，就可使車(chē)體減輕30%，這樣每輛車(chē)每年就可少排放5噸 CO2。

Vectran纖維與芳綸相比，具有很多優(yōu)勢，首先Vectran采用熔融紡絲，避免了芳綸的干濕法紡絲的諸多缺點(diǎn)。并且在耐化學(xué)腐蝕、耐老化、耐輻射、耐摩擦性能等方面均優(yōu)于芳綸。Vectran不僅可替代芳綸在高強高模方面的應用外，還可在安全防護領(lǐng)域、輕質(zhì)節能領(lǐng)域、耐高低溫和耐輻射等嚴酷環(huán)境領(lǐng)域發(fā)揮更大作用，市場(chǎng)前景非常廣闊。

來(lái)源： 亞洲紡織聯(lián)盟

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