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聚對苯甲酰胺
英 文 名 Poly(p-benzamide)，簡稱PBA
化學結構
（一）發展史
美國杜邦公司于1916年首先介紹芳族聚酰胺-聚間苯二甲酰間苯二胺（Nomex）纖維，1970年介紹了聚對苯酰胺（Fibre B或PRD-49），1972年又介紹了較韌性的聚1，4-苯撐對苯二酰胺（Kevlar 49）纖維，分析表明Kevlar纖維為代表。
1977年我國開始研制聚對苯酰胺，1990年上海市合成樹脂研究所完成年產3噸中試鑒定。
（二）主要生產方法
1.樹脂生產
以對氨基苯甲酸為單位、N-甲基吡咯烷酮為溶劑，在催化劑、助催化劑存在和80～90℃的條件下，反應3小時。然后，將物料沉析到酒精中，用水洗滌樹脂，干燥，即可得到紡絲用樹脂。樹脂的特性粘度控制在1.8～2.2范圍內。
2.液晶漿液的制備
將芳綸-I樹脂溶解在含有4～6%助溶劑的有機溶劑（二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮）中，聚合物濃度控制在9～10%左右，即可得到光學上各向異性的液晶漿液。
3.濕法紡絲
將上述液晶漿液過濾，置于貯料筒中脫泡24小時，紡絲液經紡絲計量泵計量后，再經過濾器送至噴絲頭，通過Φ0.05～0.08×500～1000孔紡絲帽，以每分鐘10～20米的速度從噴絲孔噴入到凝固浴中。凝固浴為20～40%的有機溶劑水溶液，溫度為40～50℃。從凝固出來的纖維經水充分洗凈，干燥后，即得芳綸-I原絲。原絲在惰性氣體中（3～5升/分，500～550℃）熱處理3～5秒，即得到芳綸-I纖維。
（三）理化性能
1.物理性能
纖維色澤：淡黃色
相對密度：1.4655g/cm3
復絲旦度：1000～1500旦
細度：1.0～1.5旦
復絲強度：2337～2585Mpa
伸長率：1.5～2.5%
彈性模量：＞147Gpa
芳綸-I性能接近Kevlar-149的性能，兩者比較如表
2.熱性能
芳綸-I與Kevlar-49浸漬環氧樹脂后耐熱穩定性相近，未涂環氧樹脂則芳綸-I的熱穩定性優于Kevlar-49。
芳綸-I在280℃空氣中恒溫老化100小時，性能基本沒有變化。
芳綸-I在320℃的恒溫熱老化性能見表
（四）應用領域
聚對苯酰胺纖維是一種高強度、高模量、低密度的芳核酰胺纖維。其纖維密度（1.42～1.46g/cm3為玻璃纖維的60%，為碳纖維的80%，拉伸強度3.4～4.1Gpa，拉伸模量82.7～137.9Gpa，壓縮強度僅為拉伸強度的20%，顯示出延展性，可以壓縮和彎曲，能夠吸收能量。它廣泛用于熱塑性塑料和熱固性塑料的增強，是尖端復合材料的高效增強劑。典型應用包括：
1.導彈、核武器、宇航等軍用復合材料。可大幅度減輕自重，提高射程和載荷能力。
2.利用其超剛性、低密度性能，用其復合材料作雷達罩及天線骨架。
3.用其復合材料做飛機的地板材料、整流罩、機體門窗、內裝飾等結構材料。
4.利用其高強度和低伸長率特性作光纜、電纜、海洋電纜等的增強骨架材料。
5.體育器材。成功地用以制作賽艇、槳、羽毛球拍等。
6.各種高溫、耐磨的盤根、剎車片等。
7.橡膠制品。用以制作超高壓管、齒型帶、三角帶等。 |
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