芳纶纤维主要用作环氧、聚酯和其他树脂的增强材料,制成各种航空、宇航和其他军事用途的构件。
采用芳纶纤维可比玻璃纤维复合材料减轻质量30%。为了达到减轻质量和提高经济效率,一般在商用飞机和直升机上都大量采用了芳纶复合材料。S-76商用直升飞机的外表面,使用芳纶复合材料已达50%
航天方面:主要用作火箭发动机壳体和压力容器、宇宙飞船的驾驶舱、氧气、氮气的容器以及通风管道等。
芳纶纤维可大幅度减轻制品的质量。如:采用芳纶复合材料后,船体可减轻质量28%~40%,燃料节省35%,航程可延长35%。
在运动器材中,可与玻璃纤维合用,提高耐用性;或与碳纤维合用,芳纶提供较高的抗张确定,优良的抗冲击性能,及有利的经济性。
芳纶纤维具有拉伸强度高(3.0GPa~5.5GPa)、弹性模量大(80GPa~160GPa)、断裂伸长率小(在3%左右)的特点,而且耐冲击性能特别好,若与炭纤维混杂用于复合材料还能大大提高复合材料的耐冲击性能。芳纶纤维还具有质轻的特点,相对密度仅为1. 44~1. 45。因此,芳纶纤维具有高的比强度和高的比模量,可应用于要求高强高模量的场合(作为增强材料) 和要求高耐冲击的场合(如防护材料),以及低延展的场合(如某些特殊的绳索)
芳纶纤维具有优良的耐磨性能,尤其是用于增强热塑性基体时,其润滑性能佳。在摩擦过程中芳纶纤维起到提高摩擦系数稳定性、降低磨损的作用,表现为复合材料制品的磨损速率随复合材料中芳纶纤维含量的增加而显著下降,同时还可降低摩擦对应面材料的磨损。
芳纶纤维包括芳香族聚酰亚胺纤维和芳香族聚酰胺纤维,有时也被称为有机纤维。一般所提及的芳纶纤维主要是芳香族聚酰胺类纤维,芳香族聚酰胺纤维是指分子链上至少含有85%的直接与两个芳香环相连接的酰胺基团的聚酰胺经溶液纺丝所得到的合成纤维,其中以聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)应用最广,其英文全称“Aramid Fiber”。
20世纪70年代,美国杜邦公司开发了高强度、高模量、耐高温的高性能芳纶纤维Kevlar,它是一种新型的芳香族聚酰胺纤维。芳香族聚酰胺纤维分为邻位、间位及对位3种,邻位类商业化价值小,间位芳香族聚酰胺商品化的产品有Nomex(杜邦);对位有Kevlar[1]。Kevlar分子有很高的定向性,在分子链方向结合很强,刚性分子直链结构,分子堆砌密度大,因此KevIar表现出很高的抗拉强度和抗拉模量,是一种很理想的增强材料。