工作环境对材料中的纤维的影响
芳纶短纤维所处环境氛围,芳纶长丝直销,如环境温度、环境压力、水分或**r剂氛围等,对其性能影响很大。
(1)环境温度:WUC.M.等研究了Kevlar纤维的力学行为,发现在一定拉伸速率下,提高环境温度会降低纤维的初始模量和断裂张力。
(2)环境水或水蒸气:芳纶纤维耐水性较差,在湿环境中,会吸收一些水分(吸湿率可达7%),水分的存在使纤维结构变得松散。环境中的水通常是从复合材料外表面经界面通道侵入材料,所以界面相在吸湿行为中起着很大的作用,在湿环境中影响材料的性能,对于复合材料,纤维中的水分使纤维与基体之间的界面变差,进而影响材料性能,至于是结合水还是自由水起了主要p坏作用还有待作进一步讨论。
(3)**r剂:MizevovskiiI.M.等研究了丙t和乙醇环境对芳纶纤维的影响,发现**r剂的存在使纤维的微细结构发生了变化,这些变化的程度取决于芳纶聚合物的结构。
芳纶纤维的纺丝工艺有两种:一步法制备工艺,两步法制备工艺。
1.一步法制备工艺
由于对位芳纶两步法纺丝过程复杂,生产成本较高。由于硫酸有腐蚀性,对设备的要求很高,且残存的浓l酸会使纤维在纺丝过程中导致聚合物的降解,这就限制了芳纶短纤维的强度和模量。为缩短流程、简化工艺,因此,人们探索出由聚合物原液直接纺丝制纤维的新工艺。
2.两步法制备工艺
(1)溶解。将合成好的聚合物与冷冻浓l酸混合,固含量约为19.4%;
(2)熔融。将混合好的纺丝液加热到85~C的纺丝温度,此时形成液晶溶液;
(3)挤出。纺丝液经过滤后用齿轮泵从喷丝口挤出;
(4)拉伸。挤出液在一个被称为气隙的约为8mm的空气层,在气隙中进行约为6倍的拉伸;
(5)凝固。液态丝条在温度为5-20℃质量分数为5%-20%硫酸的凝固浴中凝固成形;
(6)水洗/中和/干燥。丝条从凝固浴出来后水洗,在160-210℃加热干燥;
(7)卷绕。干的Kevlar纤维在卷筒上卷绕。此工艺的纺丝速度大于200m/min。
芳纶的用途
据报道,芳纶产品用于f弹y、头盔等约占7~8%,航空**材料、体育用材料大约占40%;轮胎骨架材料、传送带材料等方面大约占20%左右,芳纶长丝价钱,还有高强绳索等方面大约占 13%。轮胎业也开始大量使用芳纶帘线来减轻重量,减少滚动阻力。
芳纶制品的回收再利用
随着芳纶的广泛应用,芳纶制品的回收再利用也早已成为一个重要课题,目前已有的方法是:
1. 将废芳纶、废聚酯纤维等经洗涤(除去杂质和油分)后,金湖芳纶长丝,用剪切机切断,芳纶长丝报价,再生制备浆粕、垫子或增强材料;
2. 废芳纶纤维板用切碎机切碎,与水制成浆粕,再制成耐热绝缘纸;
3. 废芳纶纤维等增强的酚基树脂用来做制动衬面;
4. 废Kevlar芳纶纤维用羊毛加工法制成纱线、废Terlon芳纶纤维用棉加工法制成纱线;
5. 芳纶边角料为原料通过物理机械方法生产芳纶浆粕。