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高性能足球赛事下注纤维简介

发布日期:2021-11-22 23:57 来自:足球赛事下注

  高性能纤维是指具有高强度和高模量的纤维,强度为16cN/dtex以上,模量为440cN/dtex以上。高性能纤维具有比普通纤维更优越的物理机械性能、热性能和化学性能。通常采用高技术制成,并且大多应用于特殊领域。

  目前高性能纤维主要有对位芳纶(聚对苯二甲酰对苯二胺,PPTA)、超高分子量聚乙烯纤维、PBO纤维、碳纤维和高性能玻璃纤维。

  碳纤维是无机高强度高模量纤维的代表,碳纤维中碳元素占总质量的90%以上,由于碳元素耐高温,对大多数化学试剂是惰性的,因此碳纤维不熔融,在各种溶剂中也不溶解。碳纤维不能用一般的熔融纺丝和溶液纺丝法来制造,长丝型的碳纤维只能通过高分子有机纤维的固相碳化而制得。已经发现用来制备碳纤维的有机纤维有纤维素纤维、聚丙烯腈纤维、聚氯乙稀纤维、聚酰胺纤维、聚苯并咪唑纤维和沥青纤维等。由于碳化得率、生产技术得难易和成本等原因,现在只有纤维素纤维、聚丙烯腈纤维和沥青纤维为原丝制造碳纤维的方法实现了工业化。

  聚丙烯腈基碳纤维的生产工艺包括聚丙烯腈原丝的制备,聚丙烯腈原丝的预氧化,预氧化丝的碳化,碳纤维的后处理等过程。沥青基碳纤维的制造工艺如下:各向同性沥青-沥青纤维-不熔化处理-碳化-通用型碳纤维;液晶沥青-沥青纤维-不熔化处理-碳化、石墨化-高性能碳纤维。粘胶基碳纤维制造工艺流程为:粘胶原丝-加捻-稳定化浸渍-干燥、预氧化-低温碳化-卷绕-高温碳化-表面处理-络筒-碳纤维成品。

  碳纤维密度1.5~2.0g/cm3之间。弹性模量比铝合金高5~6倍,拉伸强度可以达到3~4GPa。碳纤维尺寸稳定,刚性好,并且具有自润滑性,其摩擦系数小,耐磨性好。

  在不接触空气或者氧化气氛时,碳纤维具有突出的耐热性,在温度高于1500℃时强度才开始下降。碳纤维还具有良好的耐热性能,即使在液氮温度下也不会脆化。 碳纤维的化学稳定性好,除能被强氧化剂氧化外,对一般酸碱都是惰性。在空气终,当温度高于400℃时则出现明显的氧化。 碳纤维还具有良好的电气传导性,以及耐油、防辐射、吸收有毒气体和减速中子等特性。

  20世纪30年代,美国人发明了用铂坩埚连续拉制玻璃纤维和用蒸汽喷吹玻璃棉的工艺后,玻璃纤维的生产才形成了现代工业。

  玻璃纤维是一种无机纤维,本身不会引起燃烧,并且有很好的耐热性。在较低温度下受热时,其性能变化不大,但是会引起收缩。玻璃纤维的热导率非常小。玻璃纤维的化学稳定性取决于其化学组成、介电性质、温度和压力等条件。玻璃纤维的吸湿性较低,故具有良好的电气绝缘性,其介电性能与化学组成、环境温度和湿度有关。玻璃纤维具有优良的光学性能。

  玻璃纤维在工程中应用最为广泛的是树脂基玻璃纤维增强复合材料(玻璃钢)。玻璃纤维广泛应用于土木建筑、交通运输、机械工业和化学工业。

  对位芳纶(聚对苯二甲酰对苯二胺纤维,PPTA)是问世较早的高性能纤维之一。其后杜邦公司先后开发出了Kevlar29、Kevlar49、Kevlar119、Kevlar129、Kevlar149等不同规格的产品。1986年荷兰Akzo Nobel公司也开发出了Tworon为牌号的对位芳纶。1987年,日本帝人公司研制开发出了不同纤维结构的对位芳纶,将柔性结合和非对称的3,4-二氨基二甲醚为第三单体导入共聚体,其牌号为Technona。

  芳纶的开发是在脂肪族聚酰胺纤维研究的基础上进行的,从分子构造的理论与试验可以推测,对位连接的芳酰胺有利于提高强度,因为它的玻璃化温度高,熔点高于热分解温度,在常规有机溶剂中不溶解,用普通的纺丝方法无法制得纤维。1966年杜邦公司的科学家Kwolek发现在某些条件下,对位芳酰胺可以溶解在浓硫酸中,达到临界温度时,形成高分子液晶溶液,发明了液晶纺丝技术,纺出的纤维强度高。

  对位芳纶液晶纺丝的工艺过程为:单体-缩聚-聚合体-纺丝原液-纺丝-纤维-热处理-高强高模量纤维。

  Kevlar纤维具有较高的断裂强度,非常高的拉伸强度,较低的断裂伸长,密度比钢丝和玻璃纤维低。它具有优越的挠曲性,较好的耐疲劳性和尺寸稳定性。Kevlar纤维能抵抗一般化学品的腐蚀,大部分有机溶剂对它的断裂强度影响很小,盐水对它也无影响,但是强酸强碱在高温下或者高浓度下会降低Kevlar纤维的强度。Kevlar耐高温性能突出,不熔融也不易燃烧,并且具有自熄性。该纤维具有较好的热稳定性,在较高的温度下有非常低的收缩率、较低的蠕变以及非常高的玻璃化转变温度。在相同质量下,Kevlar纤维比玻璃纤维和石棉具有更好的热绝缘性。Kevlar不导电,有较好的纺织加工性和突出的吸振性。

  对位芳纶及其制品广泛用于防弹产品、光纤缆绳、橡胶补强制品、纤维增强复合材料、摩擦密封件等。

  超高分子量聚乙烯纤维(ultra high molecular weight polyethylene fibers, UHMWPE fibers),具有高强度、高模量、高取向度,为商业生产的比强度最高的化学纤维,耐化学性能优良,在酸碱溶液中强度不会降低,在海水中也不会溶胀和水解,有抗紫外线及抗霉性,表面光滑,摩擦系数小,抗磨损性能好。超高分子量聚乙烯还具有很高的能量吸收性能、张力和弯曲疲劳性能。广泛用于防护用品、绳索、鱼网、运动器材的制造。

  超高分子量聚乙烯纤维,又称高强度高模量聚乙烯纤维、高取向度聚乙烯纤维、高性能聚乙烯纤维。1979年,荷兰DSM公司的Smith和Lemstra发明了凝胶纺丝法生产超高分子量聚乙烯纤维的工艺,并取得了英国专利GB2051667和GB2042414。1982年美国的AlliedSignal公司(1999年和Honeywell公司合并)也提出了自己的生产超高分子量聚乙烯纤维的工艺专利US4413110。DSM于1990年实现了凝胶纺丝法的工业化生产。现在世界上常见的凝胶纺丝法制造超高分子量聚乙烯纤维的主要工艺步骤有:将超高分子量聚乙烯溶于第一溶剂配制成聚乙烯溶液,该溶液由螺杆挤出机挤出,经纺丝箱体喷出后,冷却凝固成凝胶纤维,用挥发性的第二溶剂萃取出第一溶剂,干燥,超倍数牵伸,最终获得成品纤维。现在世界上生产工艺主要有两大类,一类以DSM和东洋纺(Toyobo)为代表,另一类以Honeywell和三井为代表。两者的主要区别是采用了不同的溶剂。DSM工艺,采用十氢萘作溶剂,由于十氢萘的挥发性,该工艺省去了其后的萃取工段;Honeywell采用石蜡油溶剂,需要后续的萃取工段,用第二溶剂将第一溶剂萃取出来。

  聚对苯亚基苯并双噁唑纤维,又称聚对苯撑苯并二噁唑纤维,英文为poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole),缩写为PBO。PBO纤维是由4、6-二氨基苯二酚盐酸盐与对苯二甲酸以多磷酸为溶剂,或者4、6-二氨基苯二酚盐酸盐与苯二甲酰氯以甲磺酸为溶剂进行缩聚,而后进行纺丝得到。PBO在PPA(多聚磷酸)中的缩聚溶液即可作为纺丝原液,溶质的质量分数调整到15%以上,用干湿法液晶纺丝装置,空气层为20mm,稍有喷头拉伸,就能得到强度为37cN/dtex、模量为1144 cN/dtex的初生纤维。初生纤维在张力下600℃左右热处理,纤维弹性模量上升为1760 cN/dtex,而强度不下降,经过热处理的PBO纤维的表面呈金黄色的金属光泽。PBO纤维具有高强、高模量、耐热性、阻燃性等特点。其强度和模量为Kevlar 纤维的2倍,同时具有间位芳纶的耐热阻燃的性能。PBO纤维的限氧指数为68,在有机纤维中阻燃性最高。PBO纤维柔软性良好,织成的织物柔软性近似于涤纶纤维织物,对于纺织编织加工极为有利。PBO纤维的耐药品性,耐切割性较好,作为保护材料有良好的效果。PBO纤维-广泛用于耐热产业用纺织品和纤维增强材料。例如,制铝工业和玻璃工业制造过程中出料时的缓冲垫料;消防服、焊接工作服等耐热工作服;高温过滤用耐热过滤材料。另外,PBO纤维还可用于轮胎、运输带、胶管等橡胶制品的补强材料,混凝土的补强材料,防切割保护服、安全手套、安全栏、赛车服、飞行员服等各种运动服和活动性运动装备,用PBO纤维制作的复合材料还可用于导弹、航天器、飞机、赛艇等。

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