芳綸纖維Ⅲ纜繩的六大優(yōu)異性能介紹
芳綸是由芳香族聚酰胺樹脂紡成的纖維，1972年首先由美國杜邦公司研制成功，隨后俄羅斯、荷蘭、日本及我國都研制出具有抗彈性能的高性能芳綸纖維。
我國將芳綸纖維劃分為：
芳綸Ⅰ，也稱芳綸14，指聚對苯甲酰胺（PBA）纖維；
芳綸Ⅱ，也稱芳綸1414，指聚對苯二甲酰對苯二胺（PPTA）纖維；
與芳綸Ⅱ相比，芳綸Ⅲ的分子結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、力學(xué)性能更優(yōu)異。芳綸Ⅲ是一種具有雜環(huán)結(jié)構(gòu)的三元共聚對位芳香族聚酰胺纖維，由對苯二胺、對苯二甲酰氯、含有雜環(huán)結(jié)構(gòu)的二胺等三種單體共縮聚而成，故稱芳綸Ⅲ，也稱雜環(huán)芳綸。芳綸Ⅲ的雜環(huán)結(jié)構(gòu)使其具有超高強度和超高模量，并且在耐高溫、耐沖擊、耐磨損、透波等方面均具有優(yōu)異性能，而且也更有利于纖維與樹脂的復(fù)合，從而綜合抗彈性能更優(yōu)異。另外，芳綸Ⅲ還克服了芳綸Ⅱ、PBO纖維的耐紫外性能較差等缺點，可以說芳綸Ⅲ纜繩是當(dāng)今世界上已批產(chǎn)的綜合性能最好的有機纖維。
芳綸Ⅲ目前已廣泛應(yīng)用于各種武器裝備上，其對促進武器裝備的輕量化、小型化、隱身化、增強防護性能起到了至關(guān)重要的作用，己發(fā)展成為現(xiàn)代國防軍工關(guān)鍵性的支撐材料。而芳綸Ⅲ是集結(jié)構(gòu)承載和功能于一身的高性能特種材料，自身具有輕質(zhì)高強、抗沖擊、耐高溫、柔韌、耐磨等優(yōu)異性能。
1、耐熱和耐熱老化性
芳綸Ⅲ纜繩具有突出的耐熱性和耐熱老化性，在氮氣環(huán)境中溫度達到538℃或在空氣環(huán)境中溫度達到520℃時才會分解。當(dāng)芳綸Ⅲ纜繩被加熱到900℃時質(zhì)量殘余量還有58%，且只發(fā)生了碳化而不熔融，具有非常好的熱穩(wěn)定性。另外，芳綸Ⅲ纜繩產(chǎn)品比進口芳綸1414（Kevlar、Twaron）具有更優(yōu)異的抗熱老化性能。
2、耐化學(xué)性
芳綸Ⅲ纜繩能耐絕大多數(shù)的化學(xué)物質(zhì)，具有優(yōu)異的耐酸堿性，而且耐有機溶劑、漂白劑以及抗蟲蛀和霉變，對橡膠有良好的黏附性。例如，在高溫酸溶液處理后，芳綸Ⅲ纜繩的斷裂強度可以保持在處理前的80%以上，斷裂伸長率可保持在處理前的90%以上；在高溫堿溶液處理后，芳綸Ⅲ纜繩的斷裂強度能保持在處理前的94.5%以上。因此在芳綸家族中，芳綸Ⅲ纜繩的耐高溫酸堿性為最優(yōu)。
3、力學(xué)性能
芳綸Ⅲ纜繩力學(xué)性能居批產(chǎn)有機纖維之首。中藍晨光芳綸Ⅲ纜繩的抗拉強度范圍為4400~5500MPa，比芳綸1414高出30%~50%，超過高強型碳纖維T700水平；動態(tài)模量的范圍是150~180GPa，僅次于鋼絲和碳纖維；密度僅為1.43~1.45g/cm3，屬輕質(zhì)高強材料，其復(fù)合材料減重效果明顯。
4、表面浸潤性
芳綸Ⅲ纜繩的表面浸潤性優(yōu)于芳綸1414，由于其與水的接觸角較小，并且其表面存在不均勻的淺溝槽，能夠增加比表面積，當(dāng)樹脂基體潤濕纖維，能滲入纖維表面溝槽中，與之形成機械鉚釘式的結(jié)合。因此，相較于芳綸1414，芳綸Ⅲ纜繩能形成更高的機械式結(jié)合力和更強的范德華力物理吸附作用，有利于增強纖維與樹脂間的界面結(jié)合力。
5、阻燃性
芳綸Ⅲ纜繩具有優(yōu)異的阻燃特性，其極限氧指數(shù)高達42%，因此當(dāng)它離開火焰時不會繼續(xù)燃燒。其抗燃性能好，不產(chǎn)生后燃燒，不幫助燃燒。
6、穩(wěn)定性
芳綸Ⅲ纜繩可以長時間使用而不改變屬性，耐濕性好，具有良好的生物穩(wěn)定性。相比之下，普通芳綸的耐濕性較差，濕的芳綸會迅速失去其性能。如果將芳綸Ⅲ纜繩在熱水中放置一個月，其強度損失較小（強度保留率高于其他芳綸50%~70%）。此外，芳綸Ⅲ纜繩尺寸穩(wěn)定性好，具有非常低的熱收縮率，當(dāng)在300~350℃使用時，芳綸Ⅲ纜繩纖維幾乎沒有收縮，在400~450℃的溫度下使用時收縮不超過4%，同時芳綸Ⅲ纜繩具有非常高的熱穩(wěn)定性，在高溫下使用不會喪失其特性。
