1、17. 芳纶纤维（凯夫拉）芳纶纤维（凯夫拉）2COCONHNHn对苯二胺对苯二胺对苯二甲酰氯对苯二甲酰氯CONHCONHnNHHNCOOCnNH2H2N+ + ClOCCOClNHHNCOOCnNH2H2N+ + ClOCCOCl聚间苯二甲酰间苯二胺聚间苯二甲酰间苯二胺聚对苯二甲酰对苯二胺聚对苯二甲酰对苯二胺3弱氢键弱氢键强共价键强共价键1. 芳纶纤维芳纶纤维4全称：芳香族聚酰胺纤全称：芳香族聚酰胺纤维（维（Aramid fibers）诞生于诞生于20世纪世纪60年代末，年代末，芳香族聚酰胺类纤维的通称芳香族聚酰胺类纤维的通称特点：特点：高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、低密度高强度、高模量、耐
2、高温、耐腐蚀、低密度1. 芳纶纤维芳纶纤维u 冷战结束后，芳纶作为高技术含量的纤维材料大量用于冷战结束后，芳纶作为高技术含量的纤维材料大量用于民用领域民用领域 。u 与锦纶的不同：构成锦纶的高聚物大分子中连接酰胺基与锦纶的不同：构成锦纶的高聚物大分子中连接酰胺基的是脂肪链；芳香族聚酰胺纤维中连接酰胺基的是的是脂肪链；芳香族聚酰胺纤维中连接酰胺基的是芳香环芳香环或芳香环的衍生物。或芳香环的衍生物。5(1)间位芳香族聚酰胺纤维（聚间苯二甲酰间苯二胺）间位芳香族聚酰胺纤维（聚间苯二甲酰间苯二胺）英文缩写为英文缩写为PMTACOCONHNHn特点特点: 具有耐热性和阻燃性的特点，在371熔融，并且伴有
3、分解，可溶于5% LiCl的二甲基乙酰胺中。美国的商品名为Nomex，我国称为芳纶1313。 强度、模量较低，不能用作结构复合材料强度、模量较低，不能用作结构复合材料 （耐高温绝缘材料，耐高温的蜂窝结构）（耐高温绝缘材料，耐高温的蜂窝结构）2. 芳纶纤维的种类芳纶纤维的种类6 杜邦杜邦Nomex绝缘纸绝缘纸7聚对苯甲酰胺（聚对胺基苯甲酰）纤维聚对苯甲酰胺（聚对胺基苯甲酰）纤维 Poly（P-benzamide），简称），简称PBA纤维。纤维。NHCOn(2) 对位芳香族聚酰胺纤维对位芳香族聚酰胺纤维8Poly（P-Phenlene terephthalamide）简称）简称PPTA纤维纤维CO
4、CONHNHnKevlar(3)聚对苯二甲酰对苯二胺纤维聚对苯二甲酰对苯二胺纤维9o 最具代表性：聚对苯二甲酰对苯二胺，简称最具代表性：聚对苯二甲酰对苯二胺，简称PPTAo 芳纶根据纤维大分子链节中芳纶根据纤维大分子链节中酰胺键与亚胺键酰胺键与亚胺键的位的位置，有不同的名称，例如置，有不同的名称，例如Kevlar29、Kevlar 49等。等。3. 芳纶纤维的制备芳纶纤维的制备10Kevlar纤维的制造过程分为纤维的制造过程分为两个阶段两个阶段：第一阶段，对苯二胺与对苯二甲酸酰氯第一阶段，对苯二胺与对苯二甲酸酰氯缩聚缩聚成成PPTA;第二阶段，将聚合体溶解在溶剂中再进行第二阶段，将聚合体溶解在
5、溶剂中再进行纺丝纺丝，制成所需要的纤维材料。制成所需要的纤维材料。3. 芳纶纤维的制备芳纶纤维的制备11u简单流程图简单流程图第一阶段第一阶段12第二阶段第二阶段131 1）聚合物的准备）聚合物的准备： 简称简称PPTA (固态)3. 芳纶纤维的制备芳纶纤维的制备（1）原料）原料u 对苯二甲酰氯对苯二甲酰氯u 对苯二胺对苯二胺u 溶剂溶剂（2）缩聚反应）缩聚反应14（3 3）操作方式和特点）操作方式和特点方式名称方式名称操作过程操作过程方法特点方法特点间隙缩聚间隙缩聚NN2 2气保护下聚合物单体溶气保护下聚合物单体溶液在反应器中缩聚，除去产液在反应器中缩聚，除去产物中的盐酸和溶剂物中的盐酸和溶
6、剂设备利用率低设备利用率低限制大规模生产限制大规模生产连续缩聚连续缩聚聚合物成本低聚合物成本低气相缩聚气相缩聚将对苯二胺和对苯二甲酰氯将对苯二胺和对苯二甲酰氯及氮气在反应器中进行气相及氮气在反应器中进行气相缩聚缩聚不需要溶剂不需要溶剂产物纯度高产物纯度高纤维性能高纤维性能高15（1 1）工艺流程）工艺流程 聚合物聚合物PPTAPPTA2）纺丝工艺）纺丝工艺浓硫酸溶解浓硫酸溶解纺丝溶液纺丝溶液干湿法纺丝干湿法纺丝水洗水洗干燥干燥Kevlar-29热处理（热处理（550） N2Kevlar-49总结总结PPTA溶解于浓硫酸中在一定温度和浓度下形成的是向溶解于浓硫酸中在一定温度和浓度下形成的是向列型
7、液晶溶液，具有高浓度，低粘度性质，有利于纺丝列型液晶溶液，具有高浓度，低粘度性质，有利于纺丝PPTA浓硫酸溶液粘度浓硫酸溶液粘度-浓度示意图浓度示意图（2 ）纺丝溶液纺丝溶液 PPTA在硫酸中处于各向异性的液晶态（呈一定取向态，易沿外在硫酸中处于各向异性的液晶态（呈一定取向态，易沿外界作用力方向取向，具有高浓度低粘度的特点，利于纺丝）界作用力方向取向，具有高浓度低粘度的特点，利于纺丝）17（3) 高聚物溶液的特性：高聚物溶液的特性：u 高聚物溶液不溶于一般的溶剂，仅溶于强酸，如硫酸、氯酸、硝酸等。一般用硫酸u 高聚物溶液呈液晶高聚物的特点。体积分数20%，高取向的液晶，各向异性u 聚合物体积分
8、数18-22%，温度90处于可纺性良好的低粘度区。3. 芳纶纤维的制备芳纶纤维的制备在浓在浓H2SO4中的结构排列中的结构排列18 （4 4）干喷湿纺工艺）干喷湿纺工艺Kelvlar纤维干喷湿纺示意图纤维干喷湿纺示意图(1)卧式卧式19KelvlarKelvlar纤维干喷湿纺示意图纤维干喷湿纺示意图(2)(2)立式立式20 3) 3) 纺丝：采用纺丝：采用干喷干喷湿法湿法纺丝工艺纺丝工艺21o 工艺过程：工艺过程： 各向异性的各向异性的PPTA溶液通过溶液通过喷丝孔抽伸喷丝孔抽伸时，时，靠近细孔壁时产生剪切，当成丝凝结时，将保靠近细孔壁时产生剪切，当成丝凝结时，将保持高取向分子结构，形成较高的
9、洁净度和较高持高取向分子结构，形成较高的洁净度和较高的取向结构。的取向结构。3. 芳纶纤维的制备芳纶纤维的制备22o 凝固浴的温度为凝固浴的温度为0 5o 中间空气层间隙可使高温纺丝喷头和低温凝固浴中间空气层间隙可使高温纺丝喷头和低温凝固浴保持温差，同时在空气层中进行适宜的喷头拉伸，保持温差，同时在空气层中进行适宜的喷头拉伸，增加取向度增加取向度o 纺丝速度可达纺丝速度可达2000m/min3. 芳纶纤维的制备芳纶纤维的制备4）热处理）热处理1）操作）操作 惰性气体惰性气体,张力张力 Kevlar-29 Kevlar-49（结晶率（结晶率94） 150550分段热处理分段热处理（结晶率结晶率9
10、6）2）目的）目的 使分子链进一步取向，提高结晶率，增加强度和模量使分子链进一步取向，提高结晶率，增加强度和模量（断裂应变降低）（断裂应变降低）245）Kevlar纤维制备工艺总括纤维制备工艺总括256） 复合材料用复合材料用Kevlar纤维产品纤维产品（1）长纤维纱）长纤维纱 粗纱，细纱粗纱，细纱（2）短纤维纱）短纤维纱（3）由纱织成的单向带）由纱织成的单向带（4）Kevlar纤维布纤维布 平纹平纹 斜纹斜纹 缎纹缎纹26PPTA化学结构的特点是： 由苯环和酰胺基按一定规律有序排列构成。酰胺基的位置接在苯环的对位上。4. 芳纶纤维的分子结构芳纶纤维的分子结构27 长链状聚酰胺，至少长链状聚酰
11、胺，至少 85%的酰胺直接键的酰胺直接键 合在芳香环上合在芳香环上(1) 刚性伸直链刚性伸直链芳环芳环 高强度、高模量高强度、高模量(2) 线型分子链线型分子链分子链堆积分子链堆积 紧密，密度高，故强度高紧密，密度高，故强度高 (3) 大量的分子间氢键大量的分子间氢键耐化耐化 学药品，且刚性伸直链苯学药品，且刚性伸直链苯 环结晶度高环结晶度高横向强度低，压缩强横向强度低，压缩强 度和剪切性能不好、易度和剪切性能不好、易 劈裂。劈裂。化学结构化学结构284. 芳纶纤维的分子结构芳纶纤维的分子结构高聚物链呈伸展状态，形成棒状结构及高结晶度高聚物链呈伸展状态，形成棒状结构及高结晶度纤维具有高模量纤维
12、具有高模量高聚物链的线性结构使分子间排列紧密高聚物链的线性结构使分子间排列紧密纤维具有化学稳定性纤维具有化学稳定性 高温尺寸的稳定性高温尺寸的稳定性苯环结构，高结晶度苯环结构，高结晶度纤维具有高强度纤维具有高强度分子链在纤维轴向高度定向，强共价键分子链在纤维轴向高度定向，强共价键 纤维横向分子间氢键纤维横向分子间氢键纤维力学性能各向异性纤维力学性能各向异性 总之，总之，Kevlar纤维具有纤维具有强度高、弹性模量高、韧性强度高、弹性模量高、韧性好和比重小等的优点，常于好和比重小等的优点，常于碳纤维混杂，提高复合材料碳纤维混杂，提高复合材料的冲击韧性。的冲击韧性。 295. 芳纶纤维性能芳纶纤维
13、性能1）力学性能：）力学性能：o 拉伸强度：拉伸强度： Kevlar纤维的拉伸强度约为纤维的拉伸强度约为E-glass fiber的的1.5倍。与倍。与CF的拉伸强度相当或稍高。的拉伸强度相当或稍高。o 拉伸模量：拉伸模量： Kevlar纤维的拉伸模量仅次于纤维的拉伸模量仅次于BF、CF。o 延伸率：延伸率： Kevlar纤维有较高断裂延伸率，不像纤维有较高断裂延伸率，不像CF、BF那样脆。那样脆。o 密度：密度： Kevlar纤维比纤维比CF(1.71.8)、GF(2.5左右左右)、BF(3.9)都要都要低，而低，而KF仅仅1.4左右左右。30几种增强纤维的比强度和比模量几种增强纤维的比强度
14、和比模量31芳纶与各种纤维性能比较芳纶与各种纤维性能比较纤维名称纤维名称密度密度(g/cm3)拉伸强度拉伸强度(MPa)初始拉伸模量初始拉伸模量(GPa) 延伸率延伸率(%)Nomex1.380.6617.422Kevlar1.431.443.2264.81.431.44Kevlar-291.442.8263.23.6Kevlar-491.443.82126.62.4芳纶芳纶1.442.63.391223.2芳纶芳纶1.4652.83.415161.82.2尼龙尼龙61.140.660.970.280.511625尼龙尼龙661.140.610.970.220.601628涤纶涤纶1.380.
15、781.121.121.99717丙纶丙纶0.900.240.660.150.332080碳纤维碳纤维M401.812.1400.5碳纤维碳纤维T5001.743.2251.3碳纤维碳纤维T3001.752.8231.2E玻璃纤维玻璃纤维2.541.03.072.54高强高强2#玻璃纤维玻璃纤维2.543.03.48.38.5硼纤维硼纤维3.93.538400.50.8氧化铝纤维氧化铝纤维1.41.8380.4322） 物理性能物理性能(1)有光，黄色，有光，黄色，Kevlar49为深黄色为深黄色(2) 线密度：大部分线密度：大部分13.7tex，直径，直径0.012mm(3) 密度：大部分密
16、度：大部分1.43-1.44g/cm3 锦纶锦纶1.14，聚酯，聚酯1.38，碳纤维，碳纤维1.8 玻璃纤维玻璃纤维2.25，钢丝钢丝7.833o 具有良好的散热和绝热性能具有良好的散热和绝热性能o 在相同重量下，在相同重量下，Kevlar纤维比玻璃纤维和石棉织物纤维比玻璃纤维和石棉织物具有较好的热绝缘性具有较好的热绝缘性o 具有极好的热稳定性，具有极好的热稳定性，500以上降解以上降解o 抗燃性能好，不产生后燃烧，不帮助燃烧，抗燃性能好，不产生后燃烧，不帮助燃烧，427 炭化炭化o 尺寸稳定性好，具有非常低的热收缩尺寸稳定性好，具有非常低的热收缩3）热性能）热性能34p GF：软化点：软化点
17、： 550580 ； 200250 以下，以下，GF强强度不变。热膨胀系数：度不变。热膨胀系数：4810-6 -1 o CF： 高于高于1500，强度才开始下降。热膨胀系数：平，强度才开始下降。热膨胀系数：平行于纤维方向：负值行于纤维方向：负值 -0.72-0.9010-6-1 垂直于纤维方向：正值垂直于纤维方向：正值 322210-6-1o BF：高于：高于500，强度下降非常明显。，强度下降非常明显。o KF：在空气中高温下长期使用温度为：在空气中高温下长期使用温度为160； 短时间内暴露在短时间内暴露在300以上，强度几乎无损失。以上，强度几乎无损失。3）热性能）热性能35性能性能数据数
18、据在空气中高温下长期使用温度在空气中高温下长期使用温度()160分解温度分解温度()500拉伸强度拉伸强度(MPa)在室温下在室温下16个月个月无强度损失无强度损失在在50空气中空气中2个月个月无强度损失无强度损失在在100 空气中空气中3170在在200 空气中空气中2720拉伸模量拉伸模量(GPa)在室温下在室温下16个月个月无强度损失无强度损失在在50空气中空气中2个月个月无强度损失无强度损失芳纶细纱和粗纱的热性能芳纶细纱和粗纱的热性能36芳纶在各种化学药品中的稳定性芳纶在各种化学药品中的稳定性化学试剂化学试剂浓度浓度(%)温度温度()时间时间(h)强度损失强度损失(%)Kevlar-2
19、9Kevlar-49醋酸醋酸99.721240盐酸盐酸37211007263盐酸盐酸372110008881氢氟酸氢氟酸1021100106硝酸硝酸10211007977硫酸硫酸1021100912硫酸硫酸102110005931氢氧化钠氢氧化钠282110009737化学试剂化学试剂浓度浓度(%)温度温度()时间时间(h)强度损失强度损失(%)Kevlar-29Kevlar-49丙酮丙酮10021100031乙醇乙醇10021100010三氯乙烯三氯乙烯10021241.5甲乙酮甲乙酮10021240变压油变压油100605004.60煤油煤油100605009.90自来水自来水100100
20、10002海水海水100一年一年1.51.5过热水过热水100138409.3饱和蒸汽饱和蒸汽1001504828氟利昂氟利昂221006050003.6386. 凯夫拉纤维的发展凯夫拉纤维的发展396. 凯夫拉纤维的发展凯夫拉纤维的发展o 称称Kevlar或芳纶，即芳香族聚酰胺纤维或芳纶，即芳香族聚酰胺纤维1）1960年，杜邦年，杜邦Nomex 聚间苯二甲酰间苯二胺纤聚间苯二甲酰间苯二胺纤维维(芳纶芳纶1313) 耐热纤维耐热纤维2）1965年，杜邦年，杜邦 Kevlar 聚对苯二甲酰对苯二胺纤聚对苯二甲酰对苯二胺纤维维(即芳纶即芳纶1414) 高强高模量纤维高强高模量纤维3）1974年，美
21、国联邦通商委员会将全芳香族聚酰胺年，美国联邦通商委员会将全芳香族聚酰胺命名为命名为Aramid。40o 聚对苯二甲酰对苯二胺的商业名称：聚对苯二甲酰对苯二胺的商业名称： 美国Kevlar、日本帝人Technora、荷兰阿克苏Twaron、中国芳纶1414p 聚间苯二甲酰间苯二胺的商业名称：聚间苯二甲酰间苯二胺的商业名称： 美国Nomex、日本帝人Conex、荷兰阿克苏Twaron 中国芳纶13136. 凯夫拉纤维的发展凯夫拉纤维的发展41包括两种牌号，并重改名称。包括两种牌号，并重改名称。改称为改称为；改称为改称为；主要用于绳索、电主要用于绳索、电缆、涂漆织物、带缆、涂漆织物、带和带状物，以及
22、防和带状物，以及防弹背心等。弹背心等。用于航空、用于航空、宇航、造船宇航、造船工业的复合工业的复合材料制件。材料制件。6. 凯夫拉纤维的发展凯夫拉纤维的发展42凯夫拉（凯夫拉（Kevlar）纤维）纤维国内发展国内发展o 起步阶段：技术水平、产品档次及生产能力都与起步阶段：技术水平、产品档次及生产能力都与国外发达国家存在着一定的差距。国外发达国家存在着一定的差距。产品种类：产品种类：o 轮胎帘子线轮胎帘子线o 光缆补强件光缆补强件艰难的原因艰难的原因o 生产的技术瓶颈难以突破生产的技术瓶颈难以突破o 大部分原料需要进口大部分原料需要进口6. 凯夫拉纤维的发展凯夫拉纤维的发展43o 玻璃纤维在许多
23、塑料增强用途中逐渐被KEVLAR 49所取代。o 芳纶纤维的密度比玻璃纤维低43。o 此外，以相同重量计，KEVLAR 49是E-玻璃强度的两倍半，韧度是三倍。o 还有，用芳纶的复合材料比玻璃纤维复合材料更为耐久，其抗损坏、疲劳、振动及防开裂传播的性能较优。这就是KEVLAR 49复合材料能用于飞机和导弹以及船艇和运动器材方面的原因。 7. 芳纶及复合材料应用芳纶及复合材料应用447. 应用应用45防弹头盔防弹头盔（采用我国自行研制的芳纶纤维制造的）（采用我国自行研制的芳纶纤维制造的）466. Kevlar纤维或产品47 法国新型第四代法国新型第四代 “ “阵风阵风”(Rafale) )战斗机
24、战斗机： 机身结构采用复合材料，后机身为碳纤维复合机身结构采用复合材料，后机身为碳纤维复合材料，材料，机头整流罩和喷管整流罩机头整流罩和喷管整流罩为聚芳酰胺纤维复为聚芳酰胺纤维复合材料。起落架及发动机舱门为碳纤维复合材料。合材料。起落架及发动机舱门为碳纤维复合材料。48Kevlar纤维浸渍环氧树脂纤维浸渍环氧树脂缠绕美国缠绕美国核潜艇核潜艇“三叉三叉戟戟”c4潜地导弹的固体潜地导弹的固体火火箭发动机壳体箭发动机壳体。(1)(1)航空航天领域航空航天领域 法国、德国多功能法国、德国多功能武装直升机武装直升机1 1）先进复合材料）先进复合材料 7. 芳纶及复合材料应用芳纶及复合材料应用49(1)硬
25、质防弹装甲板硬质防弹装甲板 芳纶复合材料板、芳纶与芳纶复合材料板、芳纶与金属复合装甲板以及芳纶与陶瓷复合装甲板已金属复合装甲板以及芳纶与陶瓷复合装甲板已广泛用于防弹装甲车、防弹运炒车、直升飞机广泛用于防弹装甲车、防弹运炒车、直升飞机防弹板、战舰装甲防护板。可用作防弹头盔。防弹板、战舰装甲防护板。可用作防弹头盔。(2)软质防弹背心软质防弹背心 第一代防弹芳纶是第一代防弹芳纶是Kevlar-29和和Twaron-1000，第二代防弹芳纶是，第二代防弹芳纶是Kevlar-129和和Twaron CT-2000；最新的软质防弹背心；最新的软质防弹背心材料是由材料是由高档防弹芳纶高档防弹芳纶的无纬布与高
26、性能的无纬布与高性能聚乙聚乙烯薄膜烯薄膜制成的柔性片材组合而成的软质防弹材制成的柔性片材组合而成的软质防弹材料，料，比超高分子量聚乙烯纤维的防弹性能和耐比超高分子量聚乙烯纤维的防弹性能和耐热性更好热性更好。2 2防弹制品防弹制品 50 芳纶可用作航空航天的降落伞绳、舰船及码头用缆芳纶可用作航空航天的降落伞绳、舰船及码头用缆绳、海上油田用支撑绳、深海系留绳等。也可用作光纤绳、海上油田用支撑绳、深海系留绳等。也可用作光纤通讯电缆的加强件和复合材料芯杆。通讯电缆的加强件和复合材料芯杆。 3 3缆绳方面的应用缆绳方面的应用 514 4应用于特种防护服装应用于特种防护服装芳纶高圈布高温防割手套赛车服52
27、7. 应用应用u在工业上可制作轮胎帘子线、高强度索具、耐压容器在工业上可制作轮胎帘子线、高强度索具、耐压容器等。等。u在军事方面如制作防弹衣、头盔、装甲板等。芳纶纤在军事方面如制作防弹衣、头盔、装甲板等。芳纶纤维可用做飞机的机身、机翼；内装修材料和火箭发动机维可用做飞机的机身、机翼；内装修材料和火箭发动机外壳。外壳。u用以制作体育器材，从根本上改变了器材的性能，如用以制作体育器材，从根本上改变了器材的性能，如高尔夫球杆、冰球杆、网球拍、滑雪板、赛艇、赛车等高尔夫球杆、冰球杆、网球拍、滑雪板、赛艇、赛车等 。53o 缆绳类：升降机吊索、快艇绳索缆绳类：升降机吊索、快艇绳索o 编织线绳类：耐热缝线
28、、发热线编织线绳类：耐热缝线、发热线o 编织带类：耐热带、安全带、运输带编织带类：耐热带、安全带、运输带o 织物：篷布、耐热帆布、降落伞用布织物：篷布、耐热帆布、降落伞用布（1) 产业用纺织品产业用纺织品54o 防弹衣：防弹背心、防弹头盔防弹衣：防弹背心、防弹头盔o 切割防护：安全手套、运动衣等切割防护：安全手套、运动衣等o 防腐蚀：工作防护服防腐蚀：工作防护服（2） 防护服防护服55o 轮胎轮胎o 运力带运力带o 胶管胶管o 复合材料复合材料（3） 增强材料增强材料4) 石棉替代品石棉替代品o 摩擦材料：刹车垫片、离合器衬垫o 密封材料：密封垫片、气缸垫o 工业用纸：耐热绝缘纸、工业特种用纸
29、56o 建筑材料：地基屋顶材料o 补强材料：钢筋替代材料（5) 水泥补强水泥补强577. 应用应用 芳纶纤维在各行业的应用588 8 表面处理表面处理1 1）物理改性）物理改性 包括等离子体改性；包括等离子体改性； 射线辐射；超声浸渍改性技术射线辐射；超声浸渍改性技术等。 等离子体改性：等离子体改性：等离子体的种类：氩气（等离子体的种类：氩气（Ar） 、 N2等惰性气体，等惰性气体，O2、NH3等。等。等离子体处理后：等离子体处理后：纤维表面刻蚀，粗糙度增加纤维表面刻蚀，粗糙度增加。e.g: 氨气氨气(NH3)气氛中等离子体处理气氛中等离子体处理5min后，复合材料的层间剪切强度后，复合材料的
30、层间剪切强度和韧性分别提高和韧性分别提高60和和50。 592 2）化学处理）化学处理a.硝化处理硝化处理 采用采用硝化剂硝化剂 对对Kevlar纤维进行改性。纤维进行改性。 主要以主要以HNO3为主为主 如：如：HNO3/H2SO4 NH4NO3/TFA (三氟乙酸三氟乙酸) NH4NO3/TCA (三氯乙酸三氯乙酸) 而且还需要适当的而且还需要适当的溶剂溶剂，如：乙酸酐，如：乙酸酐/乙酸；乙酸； 三氟乙酸三氟乙酸酐酐/三氯甲烷；乙酸酐三氯甲烷；乙酸酐/三氯甲烷等三氯甲烷等 60硝化处理的反应条件的确定：硝化处理的反应条件的确定： 根据硝化剂及硝化处理综合效果来确定。根据硝化剂及硝化处理综合
31、效果来确定。 如：发烟如：发烟HNO3/ /H2SO4/ /乙酸酐乙酸酐/ /乙酸乙酸，是最为可取的，是最为可取的硝化剂。硝化剂。 体积比为体积比为40/2/370/100 反应条件：反应条件：1020，28hr 61 硝化及还原后硝化及还原后Kevlar纤维表面的变化：纤维表面的变化： 在纤维表面上引入了在纤维表面上引入了-NH2(-NH2含量：每含量：每100A2有有0.41.0个个) )； 纤维表面形态也有改善。合适的反应条件下硝化与还原后，表面纤维表面形态也有改善。合适的反应条件下硝化与还原后，表面基本光滑，轻微粗糙，纤维强力损失不大。基本光滑，轻微粗糙，纤维强力损失不大。 硝化改性后
32、，硝化改性后，Kevlar纤维与基体界面粘合强度提高不明显。纤维与基体界面粘合强度提高不明显。 必须进行必须进行还原反应还原反应。 采用的采用的还原剂还原剂为硼氢化钠为硼氢化钠(NaBH4)，均，均相催化剂，于缓冲溶液中还原。相催化剂，于缓冲溶液中还原。62b. 氯磺化氯磺化 氯磺化处理主要采用氯磺酸氯磺化处理主要采用氯磺酸( (ClSO3H) )纤维进行处理，溶剂有：纤维进行处理，溶剂有：CH2Cl2、CCl4、CHCl3、ClCH2CH2Cl、CH3NO2等。等。氯磺化的结果氯磺化的结果： 在芳纶纤维表面引入在芳纶纤维表面引入- - SO2Cl基（活泼，易转变成其他官能团）基（活泼，易转变成其他官能团）氯磺化的缺点：氯磺化的缺点： 反应不易控制；反应不易控制； 纤维强力损失较大。（因为在有些条件下氯磺酸能渗透入纤维，纤维强力损失较大。（因为在有些条件下氯磺酸能渗透入纤维，使纤维的微结构遭到破坏。使纤维的微结构遭到破坏。) ) 63c.c.Kevlar纤维的纤维的N烷基化烷基化Kevlar纤维纤维酰胺基变成金属盐酰胺基变成金属盐N烷基化的烷基化的Kevlar纤维纤维芳烃或脂肪烃的芳烃或脂肪烃的碱金属或碱土金属盐碱金属或碱土金属盐亲电试剂，如卤化物等亲电试剂，如卤化物等64e.g:NHCOCONHnnNOCOCNNaNa钠盐钠盐nNOCOCNH2CCH2OOCH2ClO
