芳碸綸發展歷史
芳碸綸(聚碸醯胺)纖維，是我國具有自主智慧財產權的科研成果和高技術纖維產品，屬於芳香族有機耐高溫材料。類似的纖維只有少數已開發國家才能生產，是國家科技水平和實力的象徵。芳碸綸與美國杜邦Nomex纖維(芳綸1313纖維)同屬芳香族聚酞胺纖維，性能很相似，但其在抗燃和抗熱氧老化上顯著優於Nomex。
我國首創的芳碸綸纖維自20世紀70年代被發明後，在1973年，由上海紡織科學研究院、上海第八化學纖維廠等單位聯合組成攻關協作組，先後建成了規模為25噸/年和100噸/年的小試和工業化試驗裝置。所生產的纖維、織物和絕緣紙成功地套用在軍工產品和電機絕緣材料等方面，顯示了良好的套用前景。但由於工藝和設備等方面不夠完善，產品性能同國外同類產品相比有一定差距，加之其他種種原因，兩套裝置均未正常運轉。九十年代初上海第八化學纖維廠搬遷，兩套裝置也隨之報廢，國產芳碸綸終未實現工業化生產。20世紀末，在中國工程院提交國務院領導的一份調研報告中，專家們評論和建議：“上海自主開發的芳碸綸，其耐高溫特性高於美國同類產品，已用於軍工配套和環保過濾材料等，打破了國外壟斷。”；“建議2005年前擴大生產搞500--1000噸/年短纖維生產線。2010年前搞300噸/年長絲生產線。”在中國載人太空飛行器勝利完成飛行任務後，芳碸綸產品在神舟5號中以其優異性能擊敗了已開發國家的王牌纖維，發揮了不可替代的重要作用。據悉，作為我國具有獨立智慧財產權的原創性項目，作為製造高性能防護材料和結構材料的基礎原料，芳碸綸被列為了我國耐高溫產業領域的一項核心技術。
化學結構
芳碸綸纖維是由對苯二甲醯氯和4’4二氨基二苯碸及3’3二氨基二苯碸為主要原料聚合製成成纖聚合物後,按3∶1∶4的比例溶解於二甲基乙醯胺中,然後經濕紡工藝和乾紡工藝加工而成。它的成纖高聚物是由醯胺基和碸基相互連線對位苯基和間位苯基所構成的線型大分子。
芳碸綸分子式基本性能
. 1.化學穩定性：
在強酸、油中纖維強度保持率高於Nomex纖維，但強鹼性能較差。纖維經80℃濃度為30%的硫酸、鹽酸、硝酸處理後，除硝酸使纖維強力稍有下降外，其餘均無明顯影響。而纖維在同樣的溫度下，以20%濃度的NaOH水溶液處理後，強力損失達60%以上。芳碸綸在抗有機溶劑方面，除了幾種強極性溶劑，例如：DMAc、DMF、DMSO、N－甲基吡咯烷酮以及濃硫酸外，對各種化學品均能保持良好的穩定性。
2.尺寸穩定性：
芳綸l3l3的致命缺點是高溫尺寸穩定性較差，它的沸水收縮率為3％，在300。C熱空氣中的收縮率高達8％，而芳碸綸在相同條件下的熱收縮率分別為0.5％～l％和2％，其高溫尺寸穩定性比芳綸l3l3好得多。在製備消防服和特種軍服時，採用DuPontNomex纖維時。往往要加入另一種價格更貴的低收縮纖維。以保持受熱時服裝平整而芳碸綸則無須添加其它組分。
3.電絕緣性能：
芳碸綸具有良好的電絕緣性能。芳碸綸絕緣紙(以0.143mm為例)，絕緣電阻P=4.49×10歐姆•厘米．P=6.04×l0歐姆•厘米；擊穿電壓2.9kV，擊穿電壓強度19.59kV／mm銅管擊穿電壓2.12kV：介電常數￡=1.79。由它製成的纖維紙（其組成為40%短切纖維與60%沉析纖維），其體積電阻率為2.6×1016歐姆•厘米，表面電阻率為2.05×1013歐姆•厘米，電壓擊穿強度為22～25千伏/毫米。
4.阻燃性能：
芳碸綸具有良好的阻燃性。纖維在燃燒時不熔融、不收縮或很少收縮。離火焰自熄，極少有陰燃或余燃現象。其限氧指數在各種纖維中也是很高的。芳碸綸和芳綸l3l3都屬難燃纖維，但芳碸綸的LOI值高達33。比芳綸l3l3高5個百分點阻燃性更佳。
芳碸綸的限氧指數(LOt)及其比較
Kevlar-49 | 濕紡酚醛 | Kevlar | 粘膠 | 芳綸1313 |
24.5 | 28—30 | 26 | 19 | 25—28 |
熔紡酚醛 | 棉 | 聚酯 | 羊毛 | 芳碸綸 |
36 | 18 | 20 | 25 | 33 |
5.抗輻射性能:
芳碸綸具有較好的耐輻射穩定性。在Co6O丙種射線照射下纖維經5×106～1×107rad的劑量輻照後，強力、伸長均無明顯變化：在1×108rad時，強力稍有下降：而在1×109rad時，纖維強力顯著下降，且纖維色澤也發生明顯變化。
6.耐熱性能：
芳礬綸在250℃和300℃時的強度保持率分別為70%，50%比芳綸1313高5一10個百分點，即使在350℃的高溫下依然保持38%的強度，而此時芳綸1313已遭破壞。芳礬綸在250℃和300℃熱空氣中處理100h後的強度保持率分別為90%和80%，而在相同條件下芳綸1313僅78%和60%。可見，芳礬綸的耐熱性和熱穩定性優於芳綸1313，它可在250℃的溫度下長期使用。
芳碸綸的dsc圖7.染色性能：
與Nomex相比芳碸綸具有良好的染色性能。一般情況下芳綸1313不可染，只有在加入一種有毒載體後可勉強上色，DuPont為此開發了有色纖維，不但色彩較少，而且價格非常昂貴，這嚴重製約了它在防護服上的套用。而芳碸綸在常用的高溫高壓條件下即可染色，面料的後整理成本較低，在防護服領域套用十分適合。
日常套用
1．防護製品，如太空衣、飛行通風服、特種軍服、軍用蓬布、消防服、消防戰鬥服、爐前工作服、電焊工作服、森林工作服、均壓服、防輻射工作服、化學防護服、高壓禁止服、賓館用紡織品及救生通道、防火簾、防火手套等方面的套用。
2．過濾材料，如煙道氣除塵過濾袋、稀有金屬回收袋、熱氣體過濾軟管以及作為耐酸、鹼及一般有機溶劑的過濾材料和耐腐蝕材料等方面的套用。
在化學、石油、冶金工業、電力工業等工業生產中，都會產生高溫含塵氣體，如化學合成用原料氣、爐窯氣、反應器燒焦及煤燃燒所產生的高溫煙氣等，對於溫度高於200℃的煙氣，通常利用餘熱鍋爐等方式回收餘熱。這樣，進入除塵器的煙氣溫度一般降至200℃左右。
如何對這些高溫含塵氣體除塵便成了棘手的問題。袋式除塵器在大氣污染的治理方面做出了巨大的貢獻。芳碸綸纖維是製作袋式除塵器配套濾袋的優良材料，其不僅具有良好的耐熱性，而且還具有優良的抗熱氧老化的穩定性，並在270℃以內，能保持良好的尺寸穩定性，以及良好的抗酸性能等，尤其適用於耐高溫濾料。
3．電絕緣材料：電機絕緣材料、變壓器絕緣材料、防電暈絕緣板、絕緣無紡布、絮片和氈、印刷電路板等方面的套用。
芳碸綸絕緣紙絕緣紙(F、H級)是芳碸綸材料的一個主要套用方面。隨著我國電機產品更新換代步伐加快，以及電機出口數量增加，迫切需要生產F級(150℃)、H級(180℃)電機。F、H級絕緣紙的需求激增，為此，造紙研究所採用TANLON纖維和國產滌綸纖維混合製造了F級Ad絕緣紙。廣泛套用於冶金、防爆、起重等電機，由於芳碸綸良好的電絕緣、耐高溫和尺寸穩定好、性價比高等深受歡迎，且需求正在不斷增長。該纖維製成的針刺氈作為F、H級電機的襯墊材料適形材料。可使電機達到體積小、重量輕、功率大、效率高的要求，是現代電機的關鍵材料之一。
4．蜂窩結構材料，飛機夾層材料、賽艇、輪船夾層材料、隔音隔熱和自熄材料、護牆材料、複合材料等方面的套用。
蜂窩結構芳碸綸蜂窩材料是由芳碸綸紙浸酚醛樹脂製成，在航天、航空結構、船舶製造中具有廣泛的套用領域。和鋁蜂窩相比，發生局部屈曲的幾率要小得多，因為蜂窩的壁相對的要厚一些。另外，因為芳碸綸材料不導電，不存在接觸腐蝕的問題。但是和其它芳綸產品一樣，，不能抵抗紫外線的侵蝕，使用時外部通常覆有面板，起到一定的防護作用。
