杜邦公司Kevlar®浆粕产品介绍

　　对位芳纶简称对位芳香族聚酰胺纤维，其中的聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维，图1，表现出溶致液晶性，是一种重要的主链型高分子液晶。

图1. 对位芳香族聚酰胺纤维的化学结构

　　杜邦公司Kevlar®纤维的工业化生产是高分子液晶的工业化的标志。Kevlar®纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、耐大多数有机溶剂腐蚀的特性，且Kevlar®纤维尺寸稳定性也非常好。因此，这些特点使得它在航天工业、轮船、帘子线、通信电缆及增强复合材料等方面得到了广泛的应用。Kevlar®纤维最突出的性能是其高强度、高模量和出色的耐热性。同时，它还具有适当的韧性可供纺织加工。标准Kevlar®纤维的重量比拉伸强度是钢丝的6倍，玻纤的3倍，高强尼龙工业丝的2倍;其拉伸模量是钢丝的3倍，玻纤的2倍，高强尼龙工业丝的10倍;在200℃下经历100小时，仍能保持原强度的75%，在160℃下经历500小时，仍能保持原强度的95%。据此，对位芳纶大多被用作轻质、耐热的纺织结构材料或复合结构增强材料。

　　Kevlar®产品包括长丝，短纤，以及浆粕。Kevlar®浆粕的生产过程是首先对长纤进行剪切，图2(a)，所得短纤维被分散在水中，对其进行原纤化处理，最终得到高度比表面积，较低长度的产品，图2(b)。

图2. (a) Kevlar®浆粕的生产过程; (b) Kevlar®浆粕的电子显微镜照片

　　Kevlar®浆粕具有长度短、毛羽丰富、长径比高、比表面积大(可达7-10 m2/g)等优点，可以更好地分散于基体中制成性能优良的各向同性复合材料，其良好的耐热性、耐腐蚀性和好的机械性能，在摩擦密封复合材料(代替对人体有害的石棉)中得到了更好的应用。

　　有些国家浆粕的应用高达芳纶用量的96%。随着世界各国相继立法限制或禁止石棉的使用，Kevlar®浆粕成为摩擦密封材料工业中不可或缺的原料之一。

　　Kevlar®纤维对动物的影响已被广泛和深入的研究，这些结果也被发表在科学研究杂志上。在动物体上的实验表明吸入的原纤可以在肺中分解并排出体外。在摩擦密封材料工业，Kevlar®已经作为石棉材料的理想替代产品被广泛使用。

　　Kevlar(r)芳纶浆粕，目前作为替代石棉材料的一种增强纤维，在世界各地被广泛的应用于摩擦及密封材料。2007年中国芳纶的总需求量在600吨以上，主要用于高档轿车的刹车片及船舶，石油化工领域的密封垫片里面。

　　经过大量的试验及毒理学研究，证明Kevlar(r)芳纶浆粕是一种安全又环保的纤维材料，不会对环境及人体造成损害。

　　在摩擦材料特别是刹车片的生产中，Kevlar®浆粕具有以下不可替代的优势：

　　•好的热稳定性;

　　•延长摩擦材料的使用寿命;

　　•降低刹车盘的磨损;

　　•降低刹车噪音;

　　•由于其高比表面积，对原料颗粒有较高的抓附力，促进原料的均匀混合;

　　•降低摩擦材料的生产过程粉尘的产生，改善工人操作环境;

　　在密封材料的生产中，Kevlar®浆粕具有以下优势：

　　•优异的热稳定性和化学稳定性;

　　•优异的尺寸稳定性;

　　•韧性：高强度非脆性破坏;

　　•抗辐射特性;

　　•高度原纤化的产品，可在材料中形成取向的微结构;

　　•由于其高比表面积，对原料颗粒有较高的抓附力，促进原料的均匀混合;

　　•细小的原纤维将增强纤维与橡胶基体间的相互作用。