概述世界高性能芳纶纤维的结构与应用和发展建议等 …

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1、高性能纤维的研究与发展现状一、高性能纤维定义高性能纤维是具有特殊的物理化学结构、性能和用途，或具有特殊功能的化学纤维，具有耐强腐蚀、低磨损、耐高温、耐辐射、抗燃、耐高电压、高强度高模量、高弹性、反渗透、高效过滤、吸附、离子交换、导光、导电以及多种医学功能，主要应用于工业、国防、医疗、环境保护和尖端科学各方面。二、高性能纤维分类　　高性能纤维按性能可分为耐腐蚀性纤维、耐高温纤维、抗燃纤维、高强度高模量纤维、功能纤维和弹性体纤维等。　　①耐腐蚀纤维：即含氟纤维。有聚四氟乙烯纤维、四氟乙烯-六氟丙烯共聚纤维、聚偏氯乙烯纤维、乙烯-三氟氯乙烯共聚纤维等。　　②耐高温

2、纤维：有聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯砜酰胺纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维等。　　③抗燃纤维:有酚醛纤维、芳香族聚酰胺表面化学处理纤维、金属螯合纤维、聚丙烯腈预氧化纤维等。　　④高强度高模量纤维：有聚苯二甲酰对苯二胺纤维、芳香族聚酰胺共聚纤维、杂环族聚酰胺纤维、碳纤维、石墨纤维、碳化硅纤维等。　　⑤-10-功能纤维:有中空纤维半透膜、活性碳纤维、超细纤维毡、吸油纤维毡、光导纤维、导电纤维等。　　⑥弹性体纤维：有聚酯型和聚醚型聚氨基甲酸酯纤维、聚丙烯酸酯类纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维等。三、高性能纤维主要产品及发展现状 按照合成的原料不

3、同，高性能纤维主要分为碳纤维、芳纶纤维、特殊玻璃纤维、超高分子聚乙烯纤维等，其中碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维是当今世界三大高性能纤维。    （一）高性能纤维之一：碳纤维   1、简介碳纤维是含碳量在95%以上的新型高性能纤维，可用来替代铜、钢铁等金属。它是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。其中聚丙烯腈(PAN)基碳纤维是当今世界碳纤维发展的主流，占世界碳纤维市场的90%以上。碳纤维比重不到钢的1/4，抗拉强度是钢的7-9倍，具有轻质高强、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热等特性，属典型的高新技术产品。目前成熟市场有

4、航空航天及国防领域和体育休闲用品；新兴市场有隔热保温、增强塑料、压力容器、建筑加固、风力发电、摩擦材料、钻井平台等；待开发市场有汽车、医疗器械、新能源等。2、全球碳纤维概况国际上PAN基碳纤维的生产，从20世纪60年代起步，经过70－80年代的稳定，90年代的飞速发展，到21-10-世纪初其生产工艺技术已经成熟。起初，碳纤维主要用于军工和宇航，经过40余年的发展，其应用领域正在向工业领域和普通民用领域扩大。根据“2010美国碳纤维会议”数据显示，2010年航空航天业用量为6390吨，预计到2014年将增至11550吨，增幅约为80%；2010年消费品和娱乐业

5、用量为7000吨，预计到2014年将增至8840吨，增幅约为26.3%；2010年能源和工业用量为25850吨，预计到2014年将增至58870吨，增幅为128%，年复合增长率为22.85%。其中碳纤维在工业能源领域应用占比将从65.88%提高至74.32%。由于碳纤维生产工艺复杂、技术含量高，加之政治因素限制技术和设备等引进，目前全球碳纤维技术和生产仍主要控制在日本和美国手中。全球可实现碳纤维产业化的国家和地区不足20个；规模化生产企业不超过12家。日本东丽、日本东邦、美国卓尔泰克、日本三菱丽阳是全球碳纤维产能排名前四的生产商，这四家分别占全球碳纤维总产能

6、的23.4%、17.1%、14.3%和10.3%。3、国内碳纤维情况国内碳纤维的生产和使用尚处于起步阶段。目前国内碳纤维市场需求旺盛，因产能和技术瓶颈，碳纤维需求基本依赖进口。据统计，2008年国内聚丙烯腈基碳纤维产量不到500吨，进口量约6000吨。2009年，国内碳纤维的需求总量已超过8000吨，实际碳纤维产量仅900多吨，进口依赖率高达83.9%，2010年国内碳纤维需求达到1万吨，国内碳纤维生产企业有23家，主要有-10-威海拓展纤维有限公司、吉林神舟碳纤维公司、山东天泰新材料股份有限公司、浙江嘉兴中宝碳纤维有限公司等，总产能为4000吨，同时随着油

7、价高涨，节能概念与减碳环保意识抬头，碳纤维材料因具有轻、强之特性，将使得其在新兴产业的需求量将不断增长，国内碳纤维进口替代空间较大。（二）高性能纤维之二：芳纶纤维1、简介芳纶全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”,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,其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化，它具有良好的绝缘性和抗老化性能，广泛应用于国防、航空航天、信息通讯、轮胎、体育用品、传送带、高强绳索等领域。芳纶纤维主要有两大类：芳纶纤

8、维主要分为对位芳酰胺纤维(PPTA，或芳纶1414)