芳纶的高强度、质量轻、尺寸稳定等特性,也可作为涂覆织物使用,用作空气支撑结构建筑物以及充气胶布制品,如救生筏、充气桥、气球等。
芳纶是轮胎帘子线的好材料,具有承载高、质量轻、乘用舒适、噪音低、高速性能好、滚动阻力小、产生热量烧、耐磨损等优点,特别适用于高速高压轮胎。
用芳纶制成的带式快速降落伞,比用尼龙66的质量减轻50%~60%,包装体积可降低50~60%以上。芳纶缆绳代替钢丝作深海固定绳,在海水中浸泡1年后,它的强度也不下降。
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。
芳纶纤维的特点归纳起来有以下几点[3]:(1)相对密度低,仅相当于钢丝的1/5,玻璃纤维的60%,炭纤维的80%,比尼龙纤维重30%。(2)强度高,相当于钢丝的1.4倍。因此,在轮胎或其他制品中应用芳纶纤维,可以大大减轻产品重量。(3)高模量,相当于玻璃纤维的2至3倍。(4)蠕变小,伸长率低,尺寸稳定性好。(5)耐高温,使用温度为240℃。(6)抗耐外部环境的能力强,能长时间耐水、酸、碱、有机溶剂等各种介质的侵蚀,它只溶解于高浓度的强酸、强碱。此外,芳纶纤维还耐燃烧,到500℃左右才开始碳化分解。由于芳纶纤维拥有密度小、强度高、模量大、 比硬度大、 耐腐蚀、耐磨损、热稳定性好、 低电导等诸多优良特性,因而被广泛应用于航空、 航天、军事以及民用等方面,已成为一种现代化社会中不可缺少的高性能纤维,并且随着其性能价格比的提高,必将获得更为广泛的应用[2]。以前芳纶纤维按其性能主要分为耐热芳纶纤维和高强度高模量芳纶纤维两大类[4],但随着对芳纶纤维研究的深入,许多新的性能被开发出来并得到广泛应用,其分类也应该是多元化的。