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    日就月将,芳纶纤维行业学有缉熙于光明

    时间:2021-06-10 07:41:57 来源:myyuju个人图书馆 本文已影响 myyuju个人图书馆手机站

    芳纶是一种新型高科技合成纤维,具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能。它的发现在材料界号称具有“跨时代”的意义。它实际上是对苯二胺与对苯二甲酰氯缩合聚合而成的全对位聚芳酰胺,在我国普遍简称其为芳纶纤维。

    芳纶纤维是强度最高的合成纤维,它具有耐化学腐蚀性、高绝缘性、极高的抗拉强度和起始弹性模量等特性。目前主要用于制造轮胎帘子线、橡胶补强材料、特种绳索和避弹衣等工业织物以及航空航天、国防军事等高科技领域。

    芳纶纤维市场,眼前好景诗难胜

    自从上个世纪60年代芳纶被发现以来,已经有多种芳纶纤维陆续问世。目前,学术界普遍根据其结构将芳纶纤维分为对位芳纶、间位芳纶以及邻位芳纶三种。其中,美国杜邦公司走在了芳纶纤维行业的最前面。他们不但首先研制成功了芳纶纤维,并率先进行了工业化开发。即便到了几十年后的今天,杜邦公司的芳纶纤维无论在新产品的研发、生产规模上,还是在市场占有率上都仍然处于世界一流水平。

    我国对于芳纶纤维的研制较之欧美发达国家来说起步非常晚,并且一些工程化方面的关键技术很长时间没有取得突破。同时由于世界上很多国家一直把芳纶纤维作为战略物资进行管制,所以相关技术也从不对外透露或者转让,实行封锁垄断的政策。各种因素叠加就造成了我国芳纶纤维行业的技术水平、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。其中最突出的问题就是我国的溶剂尚不能过关,导致大部分原材料不得不需要进口解决。

    值得庆幸的是,正是因为我国经济建设中各个方面都需要大量的芳纶及其复合材料,所以,国家将芳纶复合材料的发展列为我国特种纤维领域“十二五”发展的重点之一。与此同时,我国芳纶纤维各方又捷报频传。首先是有关科研机构在对位芳纶关键工程化技术方面获得突破,终于使国外对这一产业长达40年的垄断成为历史。

    另外,2011年6月13日,我国最大的特种纤维生产基地烟台某公司宣布,该公司承担的国家“863”计划重点项目——年产1000吨对位芳纶产业化项目成功投产,产品已经正式上市。据了解,目前我国还有多条正在建设的千吨级及以上规模对位芳纶生产线。

    相对于对位芳纶的国产化量产来说,间位芳纶目前在国内高科技领域的应用也呈现出大幅度的增长。间位芳纶纤维及其复合材料由于其强度高、重量轻、耐腐蚀、阻燃绝缘等特性主要用于航空航天以及高速铁路等高端项目中。比如,我国自主研发的高速列车就应用了芳纶纸蜂窝作为高速列车的夹层结构材料。其好处不但降低了列车本身的重量,使高速列车的节能作用非常明显,同时更是大大降低了其产生的噪声。目前,随着国家决定大力发展高铁、大飞机项目以及航天工程等高精尖领域,间位芳纶纤维复合材料也迎来了历史性发展机遇。

    芳纶纤维在民用方面的用途则更为宽广,已经与我们的日常生产生活融为一体。其中芳纶浆粕纤维作为石棉的替代品应用得最为广泛。众所周知,石棉及其制品目前已经被公认为是一种强致癌物质。随着世界各国抵制石棉的环保运动不断深入,诸如欧美等一些发达国家已经开始禁止使用石棉及其制品。

    然而,我们生活中又离不开以石棉为代表的辅助增强材料。此时,通过对芳纶纤维进行表面原纤化处理之后便得到的芳纶浆粕纤维以其优于石棉的特性,特别是对人体健康和环境无毒无害的优点当仁不让地开始逐步取代石棉。其中最著名的就是芳纶1414浆粕纤维,也叫“六方特种纤维”。每天当你驾驶着汽车奔波在上下班的途中时,可曾想到芳纶浆粕纤维可能正默默无闻地在你的轮胎、离合器、胶管中增强着它们的强度以及耐摩擦性。实际上,芳纶浆粕纤维在我们生活中几乎无处不在。从网络传输用的光纤外皮到部分鞋子的橡胶类鞋底都加入了芳纶浆粕纤维。

    另外,据了解,间位芳纶是一种柔性高分子,断裂强度高于普通涤纶、棉、尼龙等,伸长率较大,手感柔软,可纺性好,可生产成不同纤度、长度的短纤维和长丝。更方便的是在一般纺织机械上,芳纶都可以制成不同纱支织成面料、无纺布,经过后整理均能满足不同领域的防护服装的要求。也就是说,下游企业无需另外添置设备就可以进行芳纶纤维的生产加工。

    综合来看,随着我国经济持续增长,各行各业对于芳纶纤维的需求必然越来越大。虽然目前国内芳纶纤维的产能正在扩大,但由于起步较晚,基数相对也较小。所以,我国芳纶纤维的潜在市场是巨大的,这也给芳纶纤维行业的快速发展奠定了坚实的基础。

    芳纶纤维应用,莲叶出水大如钱

    芳纶纤维的强度是钢丝的5倍以上,韧性是钢丝的2倍,而其重量却只有钢丝的五分之一。这些特性就决定了芳纶纤维在防护领域特别是个体防护领域能够被广泛地采用。实际上,对位芳纶纤维是重要的国防军工材料,为了适应现代战争的需要,目前美、英等发达国家的防弹衣均为芳纶材质。芳纶防弹衣、头盔的轻量化,有效提高了军警的快速反应能力和杀伤力。

    我国个人防护产品中,芳纶纤维也开始被广泛使用。其中专用的消防员防护服、警察作训服以及警用轻质防弹、防刺衣等都已经使用了芳纶纤维。广大人民群众现在经常能在电视中看到各种反恐防暴演习的画面中,一队队特警队员英姿飒爽地冲向目标歼灭敌人。他们身着最外层的黑色马甲就是芳纶纤维制成的防弹衣。

    芳纶纤维防弹衣的最大优点就是重量轻,穿着方便并且易于染色。重量轻,不但易于携带,更在行动中对个体的活动增添了灵活性。易于染色,则能够根据具体任务的需要制作各种颜色的防弹衣。军警就可以更好地隐蔽自己、打击敌人,例如制作成迷彩的防弹衣更利于丛林作战。芳纶纤维防弹衣的这些特性对于警察处置突发事件、顺利完成任务来说无疑是如虎添翼,多了一份成功的保障。

    上个世纪90年代中期,我国公安系统还全部使用的是军用重型防弹衣。大约是在1997年的时候,笔者曾经亲自试穿过这种防弹衣。这种防弹衣表面是用的尼龙类比较耐磨的纺织材料缝制,内部缝入一块一块相互连接类似高强度塑料类的片装物,再在其间加入填充物制作而成。穿上之后感觉十分沉重,不论是跑动还是蹲、趴、跳跃都很不方便。由于其重量很重,携带运输也十分繁琐。公安民警通常都是到达现场后,再从后备厢等处取出现场进行穿着。这样一来,不但耽误处置突发事件的时间而且还有可能贻误战机,在情况紧急的时候甚至还会因此造成一线民警不必要的伤亡。

    进入新世纪之后,随着我国经济的高速发展,各种高科技装备的不断列装,芳纶纤维防弹衣逐步取代了笨重的老式重型防弹衣,成为我国公安系统的指定装备。据了解,芳纶纤维防弹衣是用多层芳纶纤维织成的布叠合缝制而成的。这种防弹衣穿着柔软、舒适,强度比钢材还好,但其重量却不到2公斤。与其他纺织纤维做成的衣服一样,款式、颜色都可以富于变化,并且能够随时穿在身上不影响日常工作。

    实际上,现在不但是警察序列在使用芳纶纤维防弹衣。其他一些需要特殊防护的个体,如银行押运员、需要保护的对象以及一些富商大贾个人都在使用芳纶防弹衣。经有关专家测试,用20层芳纶布叠合缝制的轻型防弹衣,可以抵抗口径为9mm的轻型机枪的连续射击,自然其他的一些诸如手枪、猎枪对芳纶纤维防弹衣根本就无能为力。

    毋庸置疑的是,芳纶纤维是目前个人防护服装制作时首选的,同时也是最优异的特种纤维材料。

    在民用方面,芳纶纤维的应用也十分广泛。相关统计资料显示,目前,我国芳纶纤维产品用于防弹衣、头盔等约占7%,体育用材料大约占40%,轮胎骨架材料、传送带材料等方面大约占300%左右,还有高强绳索、航空航天材料等方面大约占 23%。

    爱好户外运动,喜欢垂钓的朋友一定都有钓到大鱼时鱼竿被折断或者是担心鱼竿被折断的经历。重庆一位资深钓友,在一次水库垂钓过程中因为大鱼咬钩加上自己技巧没有掌握好,在和水里的鱼“搏斗”了近两小时之后,眼看已经将这条重量约30斤的青鱼拉到岸边准备起鱼,这条鱼猛然一摆尾,往深水里一窜,这位钓友一着急也猛提鱼竿。只听得一声脆响,鱼竿从第二节中间折断。鱼竿断裂固然让这位钓友心痛,但是青鱼拉着半截鱼竿逃跑自然也难以存活,想来也是比较悲剧的一个结果。

    回到城里之后,这位钓友来到渔具店选购合适的钓竿。在闲聊中,他把自己遭遇大鱼折断鱼竿的事情告诉了店主。店主于是向他推荐了加入芳纶纤维的高级鱼竿,并且承诺两年内如果是被鱼扯断包退包换。这位钓友在其后使用芳纶纤维鱼竿时就发现,相对于以前用的玻璃钢鱼竿来说芳纶纤维鱼竿的柔韧性更好。即便是鱼竿前梢弯曲到近90度也不存在折断的现象发生。其实,这都是芳纶纤维极高的抗拉强度和起始弹性模量所产生的特殊效果。

    目前,国际上各著名钓鱼比赛中普遍都推荐使用加入了芳纶纤维的新型鱼竿。同时,在诸如高尔夫球杆、曲棍球球杆等体育用品方面芳纶纤维也正在被大面积使用。

    另外,芳纶作为一种高技术含量的纤维材料还被大量应用于航空航天方面。芳纶由于质量轻而强度高,将其复合材料应用于航天器上就减轻了重量,也就意味着节省了大量的动力燃料。据国外资料说,在航天器的发射过程中,每减轻1公斤的重量,意味着降低100万美元的发射成本。可以说,芳纶纤维及其制品的应用对我国的航空航天事业起到了不可磨灭的作用。

    目前,我国已经将芳纶纤维列入“国家鼓励发展的高新技术产品目录”和“‘十二五’战略新兴产业发展规划”。不难想象,未来我国芳纶纤维行业的发展和应用必然会呈现出突飞猛进的态势。

    芳纶纤维质量,盖盆谨慎休留隙

    在目前众多的警匪枪战电影、电视剧中,多少都会出现主角因为穿着轻质防弹衣而“刀枪不入”,中弹后还能马上投入战斗的场景。然而,这都是蹩脚编剧们凭空臆想出来的剧情。实际上,芳纶纤维防弹衣之所以能阻挡子弹完全是因为构成芳纶的高分子的结构是很长的直链,所以芳纶纤维有很高的韧性。但是,芳纶纤维防弹衣只能防止子弹穿过织物进入人的身体造成伤害,却不能有效吸收高速旋转的子弹对人体形成的冲击力,这一点与军用重型防弹衣有着本质上的不同。不过,考虑到子弹穿透身体对人的巨大伤害,芳纶防弹衣的效果就已经足够了。

    在我国芳纶行业高速发展的同时,芳纶纤维的质量问题也开始逐渐显现。2011年底,某工厂向广州一家公司购买了800公斤芳纶1313纱用以织造基布生产高温针刺毡。由于订单要求时间很紧张,在收到这批芳纶纤维之后该厂并没有进行质量检测。后来在生产中发现,这批芳纶纤维的耐温性能没有达到质量要求,当温度达到200℃的时候纤维就已收缩10%左右。

    于是该厂立即与广州这家公司联系退赔事宜,但对方百般抵赖拒绝退赔。后来该厂在万般无奈之下,只有自行送样到某测试中心做检测,得出的结果是在204℃1小时的环境下,此批芳纶1313纱干热收缩率达到了6.5%,表明其存在严重质量问题。

    据该厂的相关人员介绍说,他们以前用过烟台某大型化纤企业生产的芳纶1313纱。烟台这家大厂生产的芳纶纱质量非常好,在204℃环境下,工作1个小时,并没有出现热收缩的情况。这次就是由于贪图便宜,才稀里糊涂地买回了劣质芳纶纤维纱导致了这一事件的发生。虽然后来经过多次协调该厂拿到了一些赔偿,但同时也给自己造成了较大的经济损失。

    这一惨痛教训带给我们广大的纺织服装企业两个提示。其一是“便宜无好货,好货不便宜”,要想生产出高质量的产品必须购买质量好的原材料。贪图小便宜的人,往往最后都会吃大亏。其二就是纤维原材料进厂入库之前必须要对它的质量进行检测,做到自己心中有数才能更好地安排组织生产。

    在芳纶纤维的创新、研发等方面我们跟西方国家确实还存在着一定的差距。据报道,在2011年底英国伦敦举办的国际防务产品展上,一款“液体芳纶防弹衣”引发了极大的轰动,它被认为是一种革命性的技术突破。这种新型防弹衣是由英国一家公司研发生产,其特殊的液体材料在受到子弹撞击以后会迅速变厚变硬。这家公司研发人员将这种液体材料灌输至多层对位芳纶纤维中间,然后用这种“复合材料”制作成了这种新型防弹衣。

    据说,这种“液体芳纶防弹衣”的重量仅有普通芳纶防弹衣的一半,因此它更轻便、更实用。并且,当子弹撞击到“液体芳纶防弹衣”时它的冲击力马上被分散,其破坏力也随之大大降低。

    因为种种历史原因,我国芳纶纤维的发展确实走在了西方发达国家的后面。用目前流行的话说就是“输在了起跑线上”,但是我们也不能忘记一个亘古不变的道理,那就是能到达万丈绝顶的只有两种动物,一种是高傲的雄鹰,另外一种就是沉默的蜗牛。只要我国的芳纶行业各方不畏艰辛,孜孜不倦地探索和追求,就一定能实现后来居上的远大目标。

    不论怎么说,我国的芳纶行业相对来说还是很年轻的。在追求自身跨越式发展的过程中,总是会遇到荆棘坎坷。不过,只要我们能够不断完善生产工艺技术,不断提高芳纶纤维质量,不断研发创新产品就一定能在国际、国内芳纶纤维市场中占据一席之地。

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