载体染色是芳纶的一种重要的染色方法,在调节染浴温度下,利用载体调控纤维大分子链的动态行为,改变纤维的玻璃化转变温度,削弱分子间氢键作用力,为染料的上染提供更多空间,促进染料分子扩散到纤维内部,增加上染率。

Chen等研究了载体CindyeDnk对分散染料在芳纶上的染色速率常数和扩散系数的影响。研究结果表明,该载体能够提高分散染料对芳纶的亲和力,降低染色熵和缩短半染时间。许晓锋等以N,N-二乙基-间甲基苯甲酰胺(DEET)乳液作为载体,增大了纤维的自由体积,提高了分散染料的溶解度,促进了染料在芳纶1313和芳纶1414内部无定形区的扩散,提高了2种纤维的染色性能。虽然DEET使芳纶的玻璃化转变温度和取向度降低,但是对其结晶度没有影响。此外,郑丹等还研究了DEET处理后芳纶1414的微观结构与性能,进一步证明了DEET仅造成了纤维分子链结构松散,未破坏其结晶区,因此染色后的芳纶1414仍具有优良的力学性能。Islam等采用N-甲基甲酰苯胺作为载体,研究了碱性染料对芳纶1313的染色动力学。实验结果表明,此载体溶胀纤维性能良好,且染色后的芳纶具有良好的色牢度。Azam等将苯甲醇用作芳纶1313分散染料染色的载体,充分利用苯甲醇分子尺寸小和稳定性高的特点,促进染料分子渗透到纤维内部,实现了芳纶的颜色构建。Cao等研究了低染料浓度下2-苯氧乙醇载体对芳纶1313聚集态结构与染色性能的影响。研究发现,该载体与芳纶的氢键作用强,能够扩大纤维的无定形区,显著提高染色性能,获得色彩鲜艳的芳纶。同时,该方法也破坏了纤维的结晶区,降低了纤维的热稳定性。在该研究基础上,基于节能减排和减少染色过程对纤维的损伤原则,Sheng等开发了2-苯氧乙醇载体预溶胀芳纶1313的方法,实现了芳纶的低温(95℃)染色。该方法充分利用载体与染液形成的双相体系,促进阳离子染料向载体相聚集,显著提高了芳纶的染色性能。由此可见,研究人员在芳纶的载体染色方面已经开展了大量的研究工作,特别是通过对纤维分子结构的预调控处理,实现了芳纶的低温染色。采用载体染色所制备的纤维具有色彩鲜艳和色牢度高的优点,但此方法中去除纤维内部残余载体、安全回用载体和进一步减少载体对纤维力学性能的影响有待进一步研究。

芳纶非水介质溶剂染色

合适的非水溶剂能够调控分散染料聚集体形貌结构和纤维聚集态结构,溶胀纤维并促进染料分子进入纤维内部,提高纤维的染色性能。

Preston等采用水溶性吡啶溶剂对芳纶1313进行染色,染色后的纤维具有明亮的颜色和良好的光稳定性,同时保持良好的力学性能和优异的耐光性。基于染料分子在溶剂中的聚集形态调控,Sheng等利用N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)/水溶剂体系对芳纶进行染色,系统地研究了染料在二元体系中的聚集行为及其上染动力学。研究结果表明,DMAc通过调控染料聚集体的Zeta电位和粒径提高了染色性能。在此基础上,Sheng等提出了一种基于阳离子的染色机制。DMAc除作为氢键调节剂外,还可与氯化钠协同选择性地破坏芳纶大分子的分子间氢键。在染色过程中,染料分子与DMAc形成阳离子[DMAc-Dye]+,显著提高了芳纶1313的染色性能,且染色后的纤维具有良好的力学性能和热学性能。基于清洁、绿色、环保的制造理念,Zheng等采用超临界二氧化碳作为溶剂代替水,研究了芳纶在超临界二氧化碳中的染色特性,实现了多种分散染料对芳纶的颜色构建,该方法具有色牢度高、工艺流程短和节能环保等优点,但对染色装备的要求较高。离子液体作为新兴的非水介质,同样受到广泛关注。Opwis等利用1-乙基-3-甲基咪唑乙基硫酸盐离子液体刻蚀芳纶表面以提高其粗糙度,增加了离子型染料的吸附位点,在室温下构建了高色牢度的芳纶1313。上述研究工作表明,非水介质溶剂染色具有节水和染色牢度高的优势,可高效再利用非水介质,在绿色环保染色领域具有独特的优势。

其它染色方法

利用表面改性的方法调控芳纶的表面结构,同样有助于提高染色性能。主要包括聚丙烯酸接枝法、光引发接枝法、化学接枝法、FriedelCrafts烷基化反应法、超声波法、低温等离子体法、臭氧处理法、微波辐照法等。上述表面方法通过在纤维表面引入丰富的极性基团和粗糙界面来增加对染料的吸附,提高染色性能。同时,物理结构生色法也被应用于芳纶颜色的构建。Hasan等通过原位合成纳米银(AgNPs)对芳纶织物进行结构生色,通过调控AgNPs的形貌和粒径改变织物颜色,可形成大吸收峰值位于543、445和599nm的红、黄和蓝三原色。Shi等在芳纶织物上引入多巴胺优化了无机纳米粒子与芳纶的界面作用力,采用高折射率硫化锌在芳纶表面构建周期性纳米结构,制备了颜色鲜艳的芳纶,主要颜色有蓝色、绿色和红色。这种物理结构生色法是一种环境友好型的颜色构建方法,在构建颜色过程中,不仅能够保持纤维原本优良的力学性能,同时还能够赋予纤维功能特性,纤维的颜色主要依赖于光子晶体或纳米粒子的结构及排列,这也为其大规模产业化应用提出了挑战。

1.碳纤维颜色构建

碳纤维由于其优异的力学性能、耐腐蚀和耐摩擦性能、良好的热稳定性和高导电性,被广泛应用于航空航天、电子、军工、汽车、能源和体育等众多领域。然而,碳纤维的黑色外观无法满足日益增长的色彩的需求。碳纤维的高结晶度、高化学惰性和强烈光吸收特性,较难用传统的染料或色素分子着色,颜色构建难度极大。

目前,碳纤维颜色的构建主要采用物理结构生色法。主要实现方法有原子层沉积法、电泳沉积法、磁控溅射法、原位聚合接枝改性法、水热法和自组装沉降法等,如表2所示。

Chen等首次采用原子层沉积(ALD)技术在碳纤维表面沉积了厚度可控的TiO₂层,制备了红色、黄色、蓝色和绿色4种颜色的碳纤维,为碳纤维颜色构建开辟了新途径。Liu等通过电泳沉积法制备了结构色可控的彩色碳纤维。在环形电场作用下,负电荷的聚甲基丙烯酸甲酯微球在导电碳纤维表面组装,形成鲜艳的蓝色、黄绿色和红色结构色。Zhao等采用磁控溅射法在碳纤维上引入具有周期性梯度的Al2O3和TiO2交替的一维光子晶体薄膜结构。通过引入具有周期性梯度的一维光子层,形成了一系列具有结构颜色梯度和良好力学性能的新型光子双面彩色碳纤维。由于其独特的光子结构周期性,碳纤维在全光谱中表现出连续颜色梯度,显示了蓝色、绿色、橙色和紫红等系列颜色。Eyckens等基于原位聚合过程的表面改性技术,将丙烯酸聚合物薄膜快速接枝到碳纤维表面,基于薄膜干涉使碳纤维呈现蓝色。Lin等采用一步水热法在碳纤维表面原位生长FeOOH,通过调控水热反应的温度来改变FeOOH的粒径,制备出了蓝色、绿色和黄色的碳纤维。该方法制备的彩色碳纤维具有优异的结构稳定性,如耐酸性和碱性条件下的重复洗涤、光照和等离子体蚀刻。Yu等通过热辅助重力沉降法促进poly(St-MMA-AA)在碳纤维表面自组装生成光子晶体。根据布拉格定律和斯涅尔定律,计算合成的poly(St-MMA-AA)纳米颗粒的尺寸,成功预测了碳纤维在可见光谱中的结构色。上述碳纤维颜色构建的共性都是从原子或者分子反应出发,在碳纤维表面组装成特定的结构,从而实现颜色的构建。

2.聚酰亚胺纤维颜色构建

聚酰亚胺纤维具有环状和刚性的分子链,使其具有优异的耐热性、高强高模、阻燃性、抗辐射性等高性能属性,因此,被广泛用于航空航天、高温过滤、电气绝缘、防火防热防护服等领域。然而,聚酰亚胺纤维分子链上用于染色的官能团较少,且其较高的玻璃化转变温度限制了分子链的运动,这对其颜色的构建提出了巨大挑战。此外,聚酰亚胺纤维本身的金黄色也会影响后续染色加工的颜色。目前,聚酰亚胺纤维的颜色构建方法主要包括载体染色法和表面改性染色方法。

聚酰亚胺纤维载体染色

聚酰亚胺纤维的载体染色法具有良好的产业化前景,利用小分子化合物作为载体,提高染料和纤维的亲和力,改善纤维的染色性能。表3示出聚酰亚胺纤维的载体染色方法对比。伍双燕等利用相似相溶原理,依据聚酰亚胺溶解度参数设计了相似的载体,在体积比为2∶5的N,N-二甲基甲酰胺与甲基异丁基甲醇的溶剂体系中,获得了良好的染色效果。邵冬燕等根据聚酰亚胺的分子结构制备了醚醇类染色载体,该载体能显著改善聚酰亚胺的染色性能,且染色牢度高。肖超鹏等研究了芳基醇类、芳基酮类、避蚊胺载体对聚酰亚胺纤维染色性能的影响。结果表明,芳基酮类载体对聚酰亚胺纤维的亲和力强,可迅速进入纤维内部,减弱纤维内分子链间的作用力,提高染料在纤维内部的扩散速率,其染色效果好。

Shao等采用N-甲基甲酰苯胺、苯氧异丙醇和苯乙酮作为载体提高了聚酰亚胺纤维的染色性能,还进一步分析了N-甲基氨基苯胺对聚酰亚胺纤维结构与性能的影响。研究表明,N-甲基甲酰苯胺通过氢键、π-π键等相互作用渗透到聚酰亚胺纤维中,其产生溶胀效应,提高了纤维的染色性能。综上可知,载体染色法有利于聚酰亚胺纤维颜色的构建,特别是酮类载体,能够显著提高染色效果。

聚酰亚胺纤维表面改性染色

聚酰亚胺纤维在碱性条件下易水解,利用碱剂预处理纤维,能够增加聚酰亚胺分子链段上的极性基团以提高其染色性能。Stephans等研究了聚酰亚胺在碱性溶液中转化为聚酰胺酸的过程,发现其转化程度随时间、温度和氢氧根离子浓度的变化而变化,碱处理能够提高聚酰亚胺的染色性能。Wang等采用氢氧化钾溶液对聚酰亚胺纤维进行预处理,不仅能够提高纤维表面的粗糙度和比表面积,而且产生的功能性官能团促进了纤维表面染料的吸附,从而有效提高了纤维的染色性能和染色牢度。

3.超高分子量聚乙烯纤维颜色构建

超高分子量聚乙烯纤维因其优良的耐化学腐蚀性、耐磨性、耐冲击性、防弹防切割、高强和高模等性能,被广泛应用于军工、航天、生物医用材料和防护装备等方面,但超高分子量聚乙烯纤维结晶度高、取向度高、分子链中不含极性基团、表面化学惰性强,致使染料难以进入纤维内部。目前,超高分子量聚乙烯纤维的染色方法主要包括改性染料染色、原液着色、表面改性染色等。表4对比了不同染色方法上染超高分子量聚乙烯纤维的工艺参数和K/S值。

超高分子量聚乙烯纤维改性染料染色

王晓春等系统探究了疏水染料结构中疏水基团数量、链长以及强极性基团对超高分子量聚乙烯染色性能的影响。结果表明:染料的疏水性和溶解度参数是影响超高分子量聚乙烯纤维染色性能的重要因素;染料溶解度参数与超高分子量聚乙烯纤维越接近,越有利于提高染料和纤维之间的分配系数和亲和力。依据此原理,王菊等合成了1-对甲苯氨基-4-蒽醌己基醚、1-对甲苯氨基-4-蒽醌癸基醚和1-对甲苯氨基-4-蒽醌十四烷基醚3种具有高疏水性的紫色改性染料。其中,改性1-对甲苯氨基-4-蒽醌十四烷基醚染料的溶解度参数为8.93(J/cm³)1/2,与超高分子量聚乙烯溶解度参数8.00(J/cm³)1/2相接近,染色效果佳。Kim等研究了不同烷基取代基蒽醌蓝染料对超高分子量聚乙烯纤维染色性能的影响。发现随着烷基取代基长度增加,超高分子量聚乙烯纤维的染色性能有逐渐提高的趋势。采用单偶氮基团上烷基取代基长度不同的偶氮黄色和红色染料对超高分子量聚乙烯纤维进行染色,随着烷基取代基长度增加到一定长度时,其对超高分子量聚乙烯纤维的染色性能变差。在此基础上,根据烷基取代基长度与染色性能的关系,Kim等还以1-氨基-2-溴-4-羟基蒽醌和烷基酚为原料合成了系列不同分子质量的蒽醌红染料,对超高分子量聚乙烯纤维进行染色,获得了高耐光、高色牢度的红色纤维。综上,染料的极性影响染料与纤维之间的亲和力。根据纤维的性质对染料进行改性,是有效解决纤维染色困难的方法。目前,通过增加染料疏水基团数量或疏水链长度来改变染料的疏水性,有利于提高染料与超高分子量聚乙烯纤维间的亲和力,进一步改善纤维的染色性能。

超高分子量聚乙烯纤维原液着色

在彩色熔纺超高分子量聚乙烯纤维的制备过程中,纺丝温度较高,因此,要求着色剂具有耐高温性(300℃以上)。无机颜料具有化学稳定性好、耐热性好、价格经济等优点,是原液着色常用的优良着色剂。可通过对颜料颗粒表面改性改善其在聚合物中的分散性,解决无机颜料的聚集对超高分子量聚乙烯可纺性、力学性能和染色性能的影响。刘铭等采用硅烷偶联剂改性铁黄无机颜料,提高了颜料与超高分子量聚乙烯的相容性,实现了有色熔纺超高分子量聚乙烯纤维的制备。Wang等采用钛酸盐偶联剂改性Fe₂O₃颜料,用于熔纺彩色超高分子量聚乙烯纤维的制备。研究发现:在一定范围内随着颜料含量的增加,纤维K/S值增加,且耐干湿摩擦色牢度评级分别达到5和4~5级;但颜料含量的增加会影响纤维大分子链的连续性,使着色纤维的力学性能下降。

超高分子量聚乙烯纤维非水介质溶剂染色

基于超临界二氧化碳在染色过程中不会破坏有机化合物结构的特性,Ma等实现了以超临界二氧化碳为介质对超高分子量聚乙烯织物的染色。在超临界二氧化碳环境下,以20MPa压力和120℃温度对超高分子量聚乙烯织物进行染色,随着染色时间和染料用量的增加,超高分子量聚乙烯织物的染色性能随之提高;染色后织物的耐摩擦和耐升华色牢度达到4~5级。

超高分子量聚乙烯纤维表面改性染色

贾冬等通过在超高分子量聚乙烯纤维表面沉积聚多巴胺引入亲水基团和苯环结构,增强了染料分子与纤维的结合力。经过表面改性后超高分子量聚乙烯纤维的染色性能明显提高,经活性红2染色后,其K/S值达到6.144。Enomoto等以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和苯乙烯为单体,对超高分子量聚乙烯纤维进行了辐射诱导接枝改性,提高其染色亲和性。研究结果表明,在一定范围内,接枝率越高,纤维颜色越深,经阳离子染料染色后,其K/S值可达16.5,色度较深。

目前,在超高分子量聚乙烯纤维颜色的构建过程中,使纤维的力学性能保持稳定具有非常重要的意义。

结束语

以芳纶、碳纤维、聚酰亚胺纤维和超高分子量聚乙烯纤维为代表的高性能纤维,因其优异的性质广泛应用于国防科技、军事工程、航空航天、交通运输、建筑工业、医疗防护等重要领域,但是产品颜色的单一性限制了其应用的进一步拓展。针对高性能纤维难染色或难染深的问题,其颜色构建方法主要包括载体染色、非水介质溶剂染色、纤维表面改性染色、原液着色等化学染色法以及物理结构生色法。基于目前高性能纤维颜色构建技术现状,推进节能低碳绿色环保染色,加强清洁安全生产,助力纺织行业高质量发展将成为未来主要发展趋势。同时,需进一步加强高性能纤维颜色构建的理论基础研究,结合高性能纤维的大分子链、化学结构、成形方式、表面物理和化学性能,在高性能纤维的颜色构建中取得理论突破,为制备彩色高性能纤维提供原理创新和理论指导。此外,提高纤维的染色深度和色牢度,降低高性能纤维颜色构建过程的结构损伤,保持纤维的高力学性能也是亟需解决的问题。在研究中平衡好高性能纤维的颜色构建技术与纤维性能之间的关系,将促进高性能纤维及其制品的高质量发展和应用拓展。

摘要

高性能纤维及其制品是我国纺织行业重点发展的关键材料,其关系到国民经济发展和国家战略安全。为促进高性能纤维及其制品的发展,掌握其染色方法前沿和发展趋势,突破行业技术瓶颈,综述了国内外高性能纤维及其制品颜色构建的研究进展。重点概述了以芳纶、碳纤维、聚酰亚胺纤维和超高分子量聚乙烯纤维为代表的高性能纤维在颜色构建方面的技术创新,从载体染色、非水介质溶剂染色和原液着色等化学染色法以及物理结构生色法等方面总结了4种高性能纤维颜色构建的基本原理和发展趋势,讨论了高性能纤维色彩构建中遇到的主要挑战,并对该领域的未来研究方向进行了展望。指出,高性能纤维及其制品的颜色构建仍需进一步完善理论研究,以期为推动其高质量发展提供理论和应用参考。

高性能纤维是指具有特殊的物理化学结构、性能和用途,或具有特殊功能的化学纤维。碳纤维、芳纶、聚酰亚胺纤维和超高分子量聚乙烯纤维是目前应用为广泛的四大高性能纤维,主要应用于航空航天、国防科技、军事工程、建筑工业、交通运输、医疗防护、民用工业和电子通信等领域。然而,随着高性能纤维应用领域的拓宽,对有色高性能纤维的制备提出了挑战。由于高性能纤维的特殊分子结构和表面物理化学性能,如高分子链间作用力大、纤维结晶度高、纤维表面化学惰性强等,使染料分子难以进入纤维内部或与纤维结合,导致高性能纤维的颜色构建难度大,难以获得理想的颜色深度。为突破高性能纤维颜色构建的技术瓶颈,国内外学者进行了大量研究,针对高性能纤维的结构特点和物理化学性能,创新了高性能纤维的表面改性方法和染色工艺,从纤维原料、成形加工、表面改性等方面赋予高性能纤维颜色。

本文主要介绍了以芳纶、碳纤维、聚酰亚胺纤维和超高分子量聚乙烯纤维为代表的4种高性能纤维颜色构建的研究进展,探讨了上述高性能纤维颜色构建的发展方向,以期为制备色彩丰富的高性能纤维提供一定的参考,以满足时尚及特殊领域的需求。

1

高性能纤维颜色构建主要方法

高性能纤维及其制品是《中国制造2025》战略任务中重点领域突破发展的关键材料,也是我国纺织行业重点发展的纤维材料,其被广泛应用于各个领域,如图1所示。高性能纤维颜色构建的方法主要分为化学染色法和物理结构生色法。其中,化学染色法主要包括基于纤维制造中的原液着色法、针对染色工艺优化的载体染色法和非水介质溶剂染色法等。表1示出高性能纤维及其制品颜色构建的主要方法。2

芳纶颜色构建

芳纶全称为芳香族聚酰胺纤维,其工业化产品主要包括对位芳纶和间位芳纶。由于其超高强度、高模量、耐高温、耐酸碱和化学结构稳定等优良性能,被广泛应用于航空航天、军工、交通、建筑、体育和电子电器等诸多领域。彩色芳纶制品可提供美学和功能的灵活性,并达到产品识别目的。近年来,针对芳纶分子结构和染料适用性,主要采用分散染料和碱性染料进行染色,开发了载体染色、非水介质溶剂染色、接枝改性后染色等化学构建方法以及结构生色物理构建方法。其中,载体染色和非水介质溶剂染色受到广泛关注。

细旦丝

均可仿制人造麂皮，超细纤维更为柔软，织物可做外套、皮鞋面料等

有色丝

纤维有着色均匀、色牢度好、产品质量高、后加工成本低、三废污染少。可纯纺、混纤、色织加工成各种衣着用品及耐光性能良好的制品

改性丝（主要指阳离子染料可染改性涤纶）

可在常温、常压下用阳离子染料或分散性染料染色。产品色泽鲜艳、色调浓、色牢度、成本低、易用匹染的方法使产品获得交染、留白、深浅色的效果，对于改变花色，更换品种，既快又经济。随着新品种的开发、织物的品种将不断更新。涤纶长丝除用于服装外，在装饰补及工业用丝方面潜力更大，如轮胎帘子线、绳索、渔网、输送带、高压输油管等

弹力丝

适用于机织、针织加工外套、内衣、运动衣裤等各种仿毛、仿麻、仿丝绸织物

锦纶纤维

Part.3

1、短纤维

与羊毛、腈纶、粘胶纤维等混纺制成各种衣着品

2、长丝（包括帘子线）

（1）仿丝绸可做衣着品、被面、家庭装饰

（2）民用各种阳伞和军用降落伞等

（3）工业用途有飞机、汽车等各种轮胎帘子线及渔网、绳缆、传送带等

弹力丝

（1）袜子

（2）紧身衣

（3）针织弹力衫

锦纶1010鬃丝

牙刷和各种工业用刷子

腈纶纤维

Part.4

1、棉型短纤维1.65~2.75dtex(1.5~2.5旦)

针织品：棉毛衫裤、球衫球裤、针织外衣等

2.毛型短纤维3.3~16.5dtex(3.0~15旦)

（1）与涤纶混纺可做成仿毛型中长纤维织物

（2）腈纶毛毯、绒线、床罩、枕巾、地毯、窗帘

（3）与羊毛混纺可做成绒线、毛毯

（3）9.9~16.5dtex(9~15旦)可做人造毛皮、地毯

3.毛条

可做膨体绒线、针织绒、帽子、围巾

4.复合纤维

由两种或两种以上组分复合制得的腈纶，毛型感强，可做各种绒线、毛毯、地毯等织物

维纶纤维

Part.5

1、短纤维1.5dtex(1.4D)×35mm

（1）维纶纤维与棉花各50%混纺，可做成各种衣着品

（2）维棉混纺细薄织物可做内衣、床单、蚊帐以及棉毛衫裤、汗衫等针织品

（3）劳动保护服装以及鞋面、鞋带等

（4）纯维纶帆布、运输带、运输盖布、军用炮衣、粮食袋等工业用布

2、牵切纱

（1）耐海水腐蚀性好，可做渔网和养殖紫菜等制品

（2）可做海上作业的绳缆

可溶性纤维

不经缩醛话的长丝与苎麻或棉交织，经退维等后处理，使织物挺括滑爽，吸湿性好，是高档产品（如麻纱手帕等）

丙纶纤维

Part.6

1、短纤维

（1）与棉花混纺、可做细布、床单、手套、裤子

（2）与粘胶纤维混纺可做毛毯

（3）丙纶毛毯、地毯

（4）丙纶棉絮，既轻盈又保暖

2、长丝

（1）丙纶比重比水小，耐磨，耐腐蚀，可做绳索、渔网等

（2）工业用途可做帆布、水龙带、包装材料、过滤布、工作服

3、有色纤维

用有色母粒通过熔融纺丝工艺，纺制有色丙纶短纤维、长丝。采用纯纺或混纺制作各种织物和装饰织物

氨纶纤维

Part.7

1、氨纶裸丝

可用于针织及其他纱线交织，也可用于连裤袜腰带部位

2、包芯纱

以氨纶为芯线，外面包绕棉纱、羊毛、腈纶等纤维。包芯纱的弹性伸长为150%~200%。例156dtex氨纶外包两股47.6dtex棉纱所得之包芯纱可织弹力劳动布，灯心绒及针织品的三口（领口、袖口、下摆）等

3、包覆纱

以氨纶为芯纱，外面包绕上锦纶弹力丝或者其他纤维加工而成。包覆纱的弹性伸长为300~400%，例：2170型包覆纱，即以233dtex氨纶为芯纱，外包78dtex锦纶弹力丝而制得的包覆纱，可用作弹力尼龙袜的袜口

4、合捻纱（并捻纱）

是1~2根普通棉纱、毛纱或锦纶与氨纶合并加捻而成，常用于织造弹力劳动布

Lyocell纤维的特性及应用

Part.8

Lyocell是一种新型的、环保型的纤维，被国际纺织业界誉为“二十一世纪的绿色纤维”。其优良的天然纤维和合成纤维特性，使产品集棉的吸湿透气性、丝的手感光泽、化纤的强力、毛的挺爽于一身，其与天然纤维的极具亲和力特性，能开发出多种高附加值的机织和针织产品，市场前景极其广阔。

Lyocell（Tencel短纤维、Newcell长丝纱）纤维、纱线的特性：

1、具有纤维素纤维的优异特性。Lyocell纤维织物手感挺爽，吸湿透气性好，具有丝绸的悬垂性，触感可由棉变到毛、真丝以及各种感觉。

2、强度高。Lyocell纤维干强接近涤纶纤维，湿强仅下降15%，远远优于粘胶纤维。

3、原纤化。Lyocell纤维在湿状态下，受机械力作用纤维表面被拉出细小原纤，能改变织物表面的性能 。通过酶处理，去除较长的原纤，进行二次原纤化，可得到桃皮绒效果。

4、尺寸稳定性好。Lyocell纤维织物收缩率低，可洗性好。

Lenzing Lyocell的技术指标：

纤度：0.9/1.3/1.7/6.7dtex

品质长度：34/38mm 　强力：40-42cN/tex

湿伸长率15-17% 　湿强力 85% 　BISFA湿模量 9-10 cN/tex

Lenzing Lyocell 现已开发出以下几个产品系列：

Lenzing Lyocell MICRO(兰精莱塞尔超细纤维)、Lenzing Lyocell LF(兰精莱

塞尔LF纤维)、Lenzing Lyocell FILL(兰精莱塞尔FILL纤维)等。

主要用途：

对Lyocell产品的开发，大致有牛仔布、套装、休闲服、色织布、衬衫内衣、针织6大产品系列。

腈氯纶纤维及用途

Part.9

腈氯纶纤维—一种改性腈纶纤维，是丙烯腈单体与含阻燃元素的乙烯基化合物共聚而成，具有类似羊毛般的手感和高阻燃性，而且具有耐酸及耐化学药剂性。作为一种功能性纤维，在日本及欧美国家，该纤维已经被广泛使用，用于家用纺织品、防护服面料、装饰纺织品材料等。

纤维类型：棉型、毛型、高收缩型

细 度：1.5DTEX-20DTEX

长 度：28-120mm

限氧指数：普通型 28-30

高阻燃性 ：30-34

光 泽：有光、半消光、消光

腈氯纶产品特点:

优秀的阻燃性能。——纤维天然具备的阻燃性能使材料可以通过各国苛刻的阻燃要求，即使与其它天然纤维混纺仍然具有不变的阻燃性能。

自然、柔软的手感。——腈氯纶纤维具有类似其它天然纤维一般的柔软、自然手感，吸水性能以及舒适性。

燃烧无熔融、收缩现象。——腈氯纶服装面料燃烧时无收缩和熔融现象，而只产生炭化，有效地杜绝了融滴对皮肤的灼伤。

材料的化学稳定性好——耐酸、碱及其它一般有机、无机药品，因此用于滤布材料、特种防护服材料及其它工业材料。

材料染色性能好——色泽鲜艳，色牢度好，耐日晒，日光光照降解不明显，可用于遮阳伞等。

主要用于：各种汽车、火车、轮船、飞机、宾馆、会议室的内装饰、窗帘、座套、航空毯。

氯纶纤维和偏氯纶纤维

Part.10

氯纶纤维是我过对聚氯乙烯纤维的商品命名，国际商品名称为罗维尔、佩采乌（PCU）等等，是含氯纤维的主要品种之一。

氯纶纤维的制造原料极易获得，成本较低，可以用湿法或干法两种纺丝方法。

纤维比重：1.4g/cm3左右

纤维强度：约为2.64cN/dtex

断裂伸长率：12~28%

弹性较好，有良好的抗燃性能，耐磨性和耐气候能力也很好，其集合体的保暖性也好。

主要缺陷：对热十分敏感，在沸水中纤维可大幅度收缩，强度下降，伸长率加大到150~280%，故织物经不起熨烫，且吸湿性很差，染色困难，易产生静电。

主要用途：防燃沙发布、床垫布和其他室内装饰用品、耐化学药剂工作服、过滤布，或加工成针织品和保暖絮棉填充料等等。另外还可以利用氯纶纤维可摩擦产生大量阴离子对人体有一定治疗功效的特点，将它制成卫生保健用品。

美国称偏氯纶纤维为“萨纶”，主要含偏氯乙烯（占80%以上），偏氯纶纤维的化学性质稳定，染色困难，比重是现在纺织纤维中重的，为1.7g/cm3，回潮率为0%，吸湿本领较差；纤维断裂强度为2.12cN/dtex，伸长率15~25%；偏氯纶的阻燃性较好，不助燃。偏氯纶纤维有长丝纤维和短纤维两种。

粘胶纤维

Part.1

1、普通粘胶纤维：

（1）粘胶棉型短纤维切断长度35~40mm，纤度1.1~2.8dtex(1.0~2.5旦)与棉混纺可做细布、凡立丁、华达呢等。

（2）粘胶毛型短纤维，切断长度51~76mm，纤度3.3~6.6dtex(3.0~6.0旦)，可纯纺，也可与羊毛混纺，可做花呢，大衣呢等。

2、富强纤维：

（1）是粘胶纤维的改良品种。

（2）纯纺可做细布、府绸等。

（3）与棉、涤等混纺，生产各种服装。

（4）耐碱性好，织成织物挺括，洗涤后不会收缩和变形，较为耐穿耐用

3、粘胶丝：

（1）可做服装、被面、床上用品和装饰品。

（2）粘胶丝与棉纱交织，可做羽纱，线绨被面。

（3）粘胶丝与蚕丝交织，可做乔其纱，织锦缎等。

（4）粘胶线与涤、锦长丝交织，可做晶彩缎、古香缎等。

4、粘胶强力丝：

（1）强力比普通粘胶丝高一倍。

（2）加捻织成帘子布，用于汽车、拖拉机、马车轮胎。

涤纶纤维

Part.2

1、短纤维：

可以纯纺，但通常与棉、毛、粘等纤维混纺，以改善它的服用性能。

（1）棉型纤维

1.65~2.2dtex(1.5~2.0D)×35~40mm

涤棉混纺为主，混纺比一般涤65%~67%，棉35%~33%，亦可以其他比例混纺。

高强低伸型：

强力高、伸长小、棉纺可纺性好，细纱品质指标高，织物挺括、滑爽、保形性好，主要用于与棉混纺，根据规格不同，可纺制各种轻薄、滑爽衣料，高强度针织纱，缝纫用线等

低强高伸型:

织物染色性好、手感软，耐磨、耐冲击，不易起球，服用性能佳，但强力较低，细纱断头多，主要用于与毛、粘混纺

（2）中长型

2.2~3.3dtex(2~3D)×51~76mm

主要用于与毛型粘胶纤维混纺，混纺比和棉涤混纺比大致相同。为降低成品和织物价格，粘胶纤维可增至50%。织物用于缝制外衣、便服、衬衫、女裙、运动服等

（3）毛型

2.75~4.4dtex(2.5~4D)×35~40mm

主要用于与毛混纺，混纺比：涤纶45%~55%，羊毛55%~45%，织物主要用于缝制外衣用，除以上用途外，涤纶短纤维还可与其他天然纤维以及天然纤维下脚料等混纺，也可与其他两种纤维混纺，制备三合一织物。随着新品种的开发，涤纶的某些缺点正在得到改进，用途更为广阔

2、长丝

包括预取向丝（POY）和拉伸丝（DTY）主要用于加工成低弹丝后进行织造，也可直接进行机织或针织加工

（1）常规丝

110~165dtex(100~150D)以上    适用于做各类仿毛织物等中厚衣料

78.4~82.5dtex(68~75D)    适于做一般的服用衣料

33~55dtex(30~50D)    适于做各种薄型仿丝绸织物、内衣料、被面、装饰布等

（2）异形丝

丝的横截面不同于常规圆形截面，有三角形截面丝光足，宜制各类仿丝绸织物；多叶形截面被覆性好，织物松软，有弹性，毛型感强，适宜加工仿毛产品；中空形截面纤维轻、软、保温性、回弹性好，可仿羽绒，做絮棉、棉胎、枕芯等

（3）空气变形丝

单丝相互缠结，形成在纱表面具有小丝圈的变形纱。该纱不仅保留了涤纶强度高、耐磨性好、织物挺括、易洗快干等优点，而且克服了涤纶低弹丝无法克服的极光、蜡感和透气性差等缺点。可直接机织、针织，省去卷曲、切断、打包、再送至纺织厂进行清花、钢丝、并条、粗纱、细纱等多道工序。所制织物在满足舒适性、仿真丝外观、膨松性和覆盖性能等方面可与精纱相匹敌。仿毛型制成的织物不仅手感和外观酷似纯毛织物，而且物美价廉

（4）网络丝（免浆丝）

单丝间抱合力高，集束性好，可直接机织、针织，省却加捻、上浆等工序。根据交络不同，可织丝绸、派力司、华达呢、花色呢等

（5）混纤丝（花色丝）

利用合纤的各种特性将不同组分的原丝或不同截面、不同收缩率以及不同光泽、色泽的改性、变形丝、复丝或化纤以无规、嵌段、皮芯、并列等形式合股或交捻地混在一起，产品变化无穷。根据不同的花色丝，能织出各种不同效果的织物，能生产仿毛、仿真丝、仿麻等织物

1、棉型短纤维1.65~2.75dtex(1.5~2.5旦)

针织品：棉毛衫裤、球衫球裤、针织外衣等

2.毛型短纤维3.3~16.5dtex(3.0~15旦)

（1）与涤纶混纺可做成仿毛型中长纤维织物

（2）腈纶毛毯、绒线、床罩、枕巾、地毯、窗帘

（3）与羊毛混纺可做成绒线、毛毯

（3）9.9~16.5dtex(9~15旦)可做人造毛皮、地毯

3.毛条

可做膨体绒线、针织绒、帽子、围巾

4.复合纤维

由两种或两种以上组分复合制得的腈纶，毛型感强，可做各种绒线、毛毯、地毯等织物

维纶纤维

Part.5

1、短纤维1.5dtex(1.4D)×35mm

（1）维纶纤维与棉花各50%混纺，可做成各种衣着品

（2）维棉混纺细薄织物可做内衣、床单、蚊帐以及棉毛衫裤、汗衫等针织品

（3）劳动保护服装以及鞋面、鞋带等

（4）纯维纶帆布、运输带、运输盖布、军用炮衣、粮食袋等工业用布

2、牵切纱

（1）耐海水腐蚀性好，可做渔网和养殖紫菜等制

（2）可做海上作业的绳缆

3、可溶性纤维

不经缩醛话的长丝与苎麻或棉交织，经退维等后处理，使织物挺括滑爽，吸湿性好，是高档产品（如麻纱手帕等）

丙纶纤维

Part.6

1、短纤维

（1）与棉花混纺、可做细布、床单、手套、裤子

（2）与粘胶纤维混纺可做毛毯

（3）丙纶毛毯、地

（4）丙纶棉絮，既轻盈又保暖

2、长丝

（1）丙纶比重比水小，耐磨，耐腐蚀，可做绳索、渔网等

（2）工业用途可做帆布、水龙带、包装材料、过滤布、工作服

3、有色纤维

用有色母粒通过熔融纺丝工艺，纺制有色丙纶短纤维、长丝。采用纯纺或混纺制作各种织物和装饰织物

氨纶纤维

Part.7

1、氨纶裸丝

可用于针织及其他纱线交织，也可用于连裤袜腰带部位

2、包芯纱

以氨纶为芯线，外面包绕棉纱、羊毛、腈纶等纤维。包芯纱的弹性伸长为150%~200%。例156dtex氨纶外包两股47.6dtex棉纱所得之包芯纱可织弹力劳动布，灯心绒及针织品的三口（领口、袖口、下摆）等

3、包覆纱

以氨纶为芯纱，外面包绕上锦纶弹力丝或者其他纤维加工而成。包覆纱的弹性伸长为300~400%，例：2170型包覆纱，即以233dtex氨纶为芯纱，外包78dtex锦纶弹力丝而制得的包覆纱，可用作弹力尼龙袜的袜口

4、合捻纱（并捻纱）

是1~2根普通棉纱、毛纱或锦纶与氨纶合并加捻而成，常用于织造弹力劳动布

Lyocell纤维的特性及应用

Part.8

Lyocell是一种新型的、环保型的纤维，被国际纺织业界誉为“二十一世纪的绿色纤维”。其优良的天然纤维和合成纤维特性，使产品集棉的吸湿透气性、丝的手感光泽、化纤的强力、毛的挺爽于一身，其与天然纤维的极具亲和力特性，能开发出多种高附加值的机织和针织产品，市场前景极其广阔。

Lyocell（Tencel短纤维、Newcell长丝纱）纤维、纱线的特性：

1、具有纤维素纤维的优异特性。Lyocell纤维织物手感挺爽，吸湿透气性好，具有丝绸的悬垂性，触感可由棉变到毛、真丝以及各种感觉。

2、强度高。Lyocell纤维干强接近涤纶纤维，湿强仅下降15%，远远优于粘胶纤维。

3、原纤化。Lyocell纤维在湿状态下，受机械力作用纤维表面被拉出细小原纤，能改变织物表面的性能 。通过酶处理，去除较长的原纤，进行二次原纤化，可得到桃皮绒效果。

4、尺寸稳定性好。Lyocell纤维织物收缩率低，可洗性好。

Lenzing Lyocell的技术指标：

纤度：0.9/1.3/1.7/6.7dtex

品质长度：34/38mm 　强力：40-42cN/tex

湿伸长率15-17% 　湿强力 85% 　BISFA湿模量 9-10 cN/tex

Lenzing Lyocell 现已开发出以下几个产品系列：

Lenzing Lyocell MICRO(兰精莱塞尔超细纤维)、Lenzing Lyocell LF(兰精莱

塞尔LF纤维)、Lenzing Lyocell FILL(兰精莱塞尔FILL纤维)等。

主要用途：

对Lyocell产品的开发，大致有牛仔布、套装、休闲服、色织布、衬衫内衣、针织6大产品系列。

腈氯纶纤维及用途

Part.9

腈氯纶纤维—一种改性腈纶纤维，是丙烯腈单体与含阻燃元素的乙烯基化合物共聚而成，具有类似羊毛般的手感和高阻燃性，而且具有耐酸及耐化学药剂性。作为一种功能性纤维，在日本及欧美国家，该纤维已经被广泛使用，用于家用纺织品、防护服面料、装饰纺织品材料等。

纤维类型：棉型、毛型、高收缩

细 度：1.5DTEX-20DTEX

长 度：28-120mm

限氧指数：普通型 28-30

高阻燃性 ：30-3

光 泽：有光、半消光、消光

腈氯纶产品特点:

优秀的阻燃性能。——纤维天然具备的阻燃性能使材料可以通过各国苛刻的阻燃要求，即使与其它天然纤维混纺仍然具有不变的阻燃性能。

自然、柔软的手感。——腈氯纶纤维具有类似其它天然纤维一般的柔软、自然手感，吸水性能以及舒适性。

燃烧无熔融、收缩现象。——腈氯纶服装面料燃烧时无收缩和熔融现象，而只产生炭化，有效地杜绝了融滴对皮肤的灼伤。

材料的化学稳定性好——耐酸、碱及其它一般有机、无机药品，因此用于滤布材料、特种防护服材料及其它工业材料。

材料染色性能好——色泽鲜艳，色牢度好，耐日晒，日光光照降解不明显，可用于遮阳伞等。

主要用于：各种汽车、火车、轮船、飞机、宾馆、会议室的内装饰、窗帘、座套、航空毯。

氯纶纤维和偏氯纶纤维

Part.10

氯纶纤维是我过对聚氯乙烯纤维的商品命名，国际商品名称为罗维尔、佩采乌（PCU）等等，是含氯纤维的主要品种之一。

氯纶纤维的制造原料极易获得，成本较低，可以用湿法或干法两种纺丝方法。

纤维比重：1.4g/cm3左右

纤维强度：约为2.64cN/dtex

断裂伸长率：12~28%

弹性较好，有良好的抗燃性能，耐磨性和耐气候能力也很好，其集合体的保暖性也好。

主要缺陷：对热十分敏感，在沸水中纤维可大幅度收缩，强度下降，伸长率加大到150~280%，故织物经不起熨烫，且吸湿性很差，染色困难，易产生静电。

主要用途：防燃沙发布、床垫布和其他室内装饰用品、耐化学药剂工作服、过滤布，或加工成针织品和保暖絮棉填充料等等。另外还可以利用氯纶纤维可摩擦产生大量阴离子对人体有一定治疗功效的特点，将它制成卫生保健用品。

美国称偏氯纶纤维为“萨纶”，主要含偏氯乙烯（占80%以上），偏氯纶纤维的化学性质稳定，染色困难，比重是现在纺织纤维中重的，为1.7g/cm3，回潮率为0%，吸湿本领较差；纤维断裂强度为2.12cN/dtex，伸长率15~25%；偏氯纶的阻燃性较好，不助燃。偏氯纶纤维有长丝纤维和短纤维两种。

PART

阻燃抗静电内衣

甲纶阻燃抗静电内衣是研发人员根据甲纶纤维特点，结合消防等特种防护领域需求，开发的一款本质阻燃、高效保暖抑菌的内衣。该内衣选用原液着色聚酰亚胺纤维、阻燃粘胶、阻燃腈纶等材料，具有优异的阻燃性能，遇明火仅碳化，离火自熄不续燃、无熔融滴落，与消防员灭火防护服搭配，自内而外保护消防员人身安全，防止内衣因高温灼热融滴产生的二次伤害。该内衣具有优异的保暖性能，与传统棉、羊毛内衣相比，保暖性能更加突出，尤其适合寒冷地区保暖使用，有效减轻重量。经25次洗涤，该内衣的抑菌性能几乎无衰减，对金黄葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌率仍大于90%。产品依托的“聚酰亚胺纤维的颜色构建及系列产品开发”项目于2022年7月6日通过了中国纺织工业联合会鉴定，各项技术指标处于国际先进水平。

二、项目主要创新点

（1）通过将滑溜牵伸方式引入到喷气涡流纺中，自主改造喷气涡流纺包覆纱生产设备，突破了 51mm 中长阻燃纤维喷气涡流包覆纺纱技术。

（2）通过自主研发的涡流纺专用防缠绕试剂与三通道混合喂入技术，提高了中长芳纶纤维高速涡流纺的可纺性和包覆效果。

（3）通过设计开发针织圆机异型三角，实现了刚度大、弹性低的涡流纺阻燃导电纱线的针织成形，并选用合理溶剂和耐光整理剂，提高了织物的染色性能和耐光性。

粘胶纤维

Part.1

1、普通粘胶纤维：

（1）粘胶棉型短纤维切断长度35~40mm，纤度1.1~2.8dtex(1.0~2.5旦)与棉混纺可做细布、凡立丁、华达呢等。

（2）粘胶毛型短纤维，切断长度51~76mm，纤度3.3~6.6dtex(3.0~6.0旦)，可纯纺，也可与羊毛混纺，可做花呢，大衣呢等。

2、富强纤维：

（1）是粘胶纤维的改良品种。

（2）纯纺可做细布、府绸等。

（3）与棉、涤等混纺，生产各种服装。

（4）耐碱性好，织成织物挺括，洗涤后不会收缩和变形，较为耐穿耐用。

3、粘胶丝：

（1）可做服装、被面、床上用品和装饰品。

（2）粘胶丝与棉纱交织，可做羽纱，线绨被面。

（3）粘胶丝与蚕丝交织，可做乔其纱，织锦缎等。

（4）粘胶线与涤、锦长丝交织，可做晶彩缎、古香缎等。

4、粘胶强力丝：

（1）强力比普通粘胶丝高一倍。

（2）加捻织成帘子布，用于汽车、拖拉机、马车轮胎。

涤纶纤维

Part.2

1、短纤维：

可以纯纺，但通常与棉、毛、粘等纤维混纺，以改善它的服用性能。

（1）棉型纤维

1.65~2.2dtex(1.5~2.0D)×35~40mm

涤棉混纺为主，混纺比一般涤65%~67%，棉35%~33%，亦可以其他比例混纺。

高强低伸型：

强力高、伸长小、棉纺可纺性好，细纱品质指标高，织物挺括、滑爽、保形性好，主要用于与棉混纺，根据规格不同，可纺制各种轻薄、滑爽衣料，高强度针织纱，缝纫用线等

低强高伸型:

织物染色性好、手感软，耐磨、耐冲击，不易起球，服用性能佳，但强力较低，细纱断头多，主要用于与毛、粘混纺

（2）中长型

2.2~3.3dtex(2~3D)×51~76mm

主要用于与毛型粘胶纤维混纺，混纺比和棉涤混纺比大致相同。为降低成品和织物价格，粘胶纤维可增至50%。织物用于缝制外衣、便服、衬衫、女裙、运动服等

（3）毛型

2.75~4.4dtex(2.5~4D)×35~40mm

主要用于与毛混纺，混纺比：涤纶45%~55%，羊毛55%~45%，织物主要用于缝制外衣用，除以上用途外，涤纶短纤维还可与其他天然纤维以及天然纤维下脚料等混纺，也可与其他两种纤维混纺，制备三合一织物。随着新品种的开发，涤纶的某些缺点正在得到改进，用途更为广阔

2、长丝

包括预取向丝（POY）和拉伸丝（DTY）主要用于加工成低弹丝后进行织造，也可直接进行机织或针织加工

（1）常规丝

110~165dtex(100~150D)以上    适用于做各类仿毛织物等中厚衣

78.4~82.5dtex(68~75D)    适于做一般的服用衣

33~55dtex(30~50D)    适于做各种薄型仿丝绸织物、内衣料、被面、装饰布等

（2）异形丝

丝的横截面不同于常规圆形截面，有三角形截面丝光足，宜制各类仿丝绸织物；多叶形截面被覆性好，织物松软，有弹性，毛型感强，适宜加工仿毛产品；中空形截面纤维轻、软、保温性、回弹性好，可仿羽绒，做絮棉、棉胎、枕芯等

（3）空气变形丝

单丝相互缠结，形成在纱表面具有小丝圈的变形纱。该纱不仅保留了涤纶强度高、耐磨性好、织物挺括、易洗快干等优点，而且克服了涤纶低弹丝无法克服的极光、蜡感和透气性差等缺点。可直接机织、针织，省去卷曲、切断、打包、再送至纺织厂进行清花、钢丝、并条、粗纱、细纱等多道工序。所制织物在满足舒适性、仿真丝外观、膨松性和覆盖性能等方面可与精纱相匹敌。仿毛型制成的织物不仅手感和外观酷似纯毛织物，而且物美价廉

（4）网络丝（免浆丝）

单丝间抱合力高，集束性好，可直接机织、针织，省却加捻、上浆等工序。根据交络不同，可织丝绸、派力司、华达呢、花色呢等

（5）混纤丝（花色丝）

利用合纤的各种特性将不同组分的原丝或不同截面、不同收缩率以及不同光泽、色泽的改性、变形丝、复丝或化纤以无规、嵌段、皮芯、并列等形式合股或交捻地混在一起，产品变化无穷。根据不同的花色丝，能织出各种不同效果的织物，能生产仿毛、仿真丝、仿麻等织物

（6）细旦丝

均可仿制人造麂皮，超细纤维更为柔软，织物可做外套、皮鞋面料等

（7）有色丝

纤维有着色均匀、色牢度好、产品质量高、后加工成本低、三废污染少。可纯纺、混纤、色织加工成各种衣着用品及耐光性能良好的制品

（8）改性丝（主要指阳离子染料可染改性涤纶）

可在常温、常压下用阳离子染料或分散性染料染色。产品色泽鲜艳、色调浓、色牢度、成本低、易用匹染的方法使产品获得交染、留白、深浅色的效果，对于改变花色，更换品种，既快又经济。随着新品种的开发、织物的品种将不断更新。涤纶长丝除用于服装外，在装饰补及工业用丝方面潜力更大，如轮胎帘子线、绳索、渔网、输送带、高压输油管等

3.弹力丝

适用于机织、针织加工外套、内衣、运动衣裤等各种仿毛、仿麻、仿丝绸织物

锦纶纤维

Part.3

1、短纤维

与羊毛、腈纶、粘胶纤维等混纺制成各种衣着品

2、长丝（包括帘子线）

（1）仿丝绸可做衣着品、被面、家庭装饰

（2）民用各种阳伞和军用降落伞等

（3）工业用途有飞机、汽车等各种轮胎帘子线及渔网、绳缆、传送带等

3、弹力丝

（1）袜子

（2）紧身衣

（3）针织弹力衫

4、锦纶1010鬃丝

牙刷和各种工业用刷子

腈纶纤维

Part.4

Part.1

隔膜涂覆的介绍

隔膜为锂电池四大主材之一，可分为干法、湿法、涂覆三类隔膜，目前常见的锂离子电池隔膜通常为聚丙烯、聚乙烯或者是两者共同的复合膜。这些材料熔点通常低于170℃，但是当电池因内部或外部原因造成升温时，隔膜会熔融并收缩正负极直接触导致短路，引起电池燃烧、爆炸等意外事故的发生给使用带来安全隐患。而通过涂覆加工处理，可减少一系列事故的发生。

隔膜涂覆行业近年重大的演化趋势，是在在聚烯烃隔膜上（包括干法湿法隔膜）以三氧化二铝和粘结剂以及去离子水混合搅拌为浆料，采用微凹版挤压涂布的方式来在基材隔膜上面做一层或者两面各一层的陶瓷面，厚度为2－4um。

通过涂覆加工处理，不仅可提升隔膜的热稳定性、改善其机械强度，防止隔膜收缩而导致的正负极大面积接触，还能提高隔膜的耐刺穿能力，防止电池长期循环工况下锂枝晶刺穿隔膜引发的短路。同时，涂覆工艺有利于增强隔膜的保液性和浸润性，从而延长电池循环寿命。

涂覆材料可以分为无机和有机两种，无机材料主要有陶瓷（勃姆石、氧化铝），有机材料主要有PVDF、芳纶等。无机材料的主要优势在于技术更为成熟，生产成本更低，性价比高，经济性较有机涂覆有明显优势；有机涂覆大的优势就是产品性能好，但价格昂贵。

目前湿法隔膜一般均采用涂覆方案，随着湿法4μm、4.5μm等更薄湿法隔膜新技术突破，出于性能提升以及安全性考虑，涂覆应用有望增加。干法隔膜为提升机械强度也逐渐开始使用涂覆方案，随着12μm干法单拉隔膜应用增加，10μm干法单拉隔膜应用加速，干法涂覆隔膜渗透率不断提升。下面主要就芳纶作为涂覆材料进行介绍。

Part.2

芳纶的优势

芳纶是一种芳香族聚酰胺，膜结构多孔且内部互相连通，涂覆在隔膜可使锂离子在其中传输通畅。隔膜离子电导率高达1.51mS˙cm-1，使得隔膜在电解液中具有较高的润湿性，使得电池的活化时间减少，长循环的稳定性显著提高。它的膜涂覆后性能非常好，涂层很薄，1mu-2mu，而PVDF混涂在2mu以上（PVDF+陶瓷）。芳纶材料耐热性极好，作为隔膜涂覆可以大幅降低隔膜高温时的热收缩率，避免电池起火隐患，大幅提升安全等级；此外，芳纶作为高分子有机物，与电解液的浸润性极好，且自身抗氧化性强，能够提升电池的循环寿命、充电速度，并提高电池的能量密度。芳纶材料自带粘结性能，可作为有机涂覆单独使用。

芳纶涂覆使隔膜与电池性能大幅提升。

芳纶涂覆隔膜在热稳定性、浸润性、电池能量密度等关键指标中领先。

Part.3

芳纶的种类

在芳纶中，间位芳纶和对位芳纶已经实现工业化生产。因为结构上的差异，两者性能用途不同且对应到不同下游。

对位芳纶：具有高比强度、高比模量、耐高温等优异性能，与碳纤维、高强高模聚乙烯并称为世界三大高性能纤维。大多用于防弹衣、防割手套等防止机械损害的方面。

间位芳纶：具备优异的耐高温、阻燃和绝缘性，主要应用于高温防护服、滤料、电气设备等领域。

Part.4

芳纶的市场

参考高工锂电EVtank的预测，2025年全球锂电出货量合计2102GWh，其中动力电池1550GWh，储能锂电390GWh，消费电池162GWh，按照中材科技的公告，单GWh动力电池需要隔膜1500万平米，2025年全球的隔膜需求量达到315亿平米，按照涂覆隔膜渗透率70%极端，对应市场空间是221亿平米，假设2025年单面涂覆和双面涂覆市长率40%，均价在4元/平米，保守按芳纶涂覆在涂覆隔膜渗透率5%测算，对应2025年的芳纶需求4767吨，对应市场空间44亿元；按照10%测算，对应2025年的芳纶需求为9534吨，对应市场空间88亿元。

全球锂电装机带动芳纶涂覆需求测算：

Part.5

主要龙头

新材于1999、2004年分别启动间位芳纶、对位芳纶研发工作，历经多年研发的产业化攻关，终于2004、2011年实现间位芳纶、对位芳纶产业化生产。2020年公司收购民士达（芳纶纸企业），将产业链向下游延伸。

建设3000万平米/年的中试线项目，计划2023年上半年有产品放出。公司在现有产能6000吨对位芳纶，1.7万吨间位芳纶的基础上，布局2025年实现2.15万吨对位芳纶，间位芳纶2万吨。实现规模效应，进一步降低芳纶做涂覆膜的成本，相应下游的需求。

锂电产业通公众号里的内容包括锂电池产业链交流、资讯、人脉圈。从正负极材料生产到涂布，隔膜、电解液、封装材料到检测组装等这些环节涉及的材料、辅材、添加剂、耗材，以及相关设备，相关企业介绍。想了解锂电更多相关信息，欢迎各位关注本公众号，后续可时间获取相关资讯！

这是一种神奇的纸布，和A4纸摆在一起，用打火机点燃，A4纸早已熊熊燃烧，但它却死活都点不着。

左侧纸布 右侧A4纸

不仅如此，把95%的硫酸滴在上面，静置10分钟后，用镊子挑一挑，并没有什么变化，而旁边的棉布已经被腐蚀透了。

硫酸难以腐蚀纸布

棉布已被腐蚀

接下来，再用烧碱溶液煮沸这两种纤维，30分钟后，检测它们的强度，纸布明显要强于棉布。

纸布强度更高

棉布很容易被拉断

而它就是世界三大高科技纤维之一——芳纶。

芳纶是什么？

根据特性，芳纶纤维又可以分为“防弹纤维”和“防火纤维”。

前者还有另外一个名字“凯芙拉”。强度是优质钢材的5～6倍，韧性是钢材的2倍，而重量仅为钢材的1/5，常被应用在防弹衣、防弹头盔当中。

防弹测试 布料并没有被打穿

后者的名字叫“诺美克斯”。它的热稳定性、阻燃性、电绝缘性都比较强，用其制作的“芳纶纸蜂窝”用途广泛。比如飞机的“夹芯结构”，就像三明治一样，两层蒙皮之间还夹着一层蜂窝复合材料，它不仅减轻了整体重量，还增加了结构强度，在飞机的舱门、舱壁、地板、天花板、行李架、襟翼、尾翼、雷达罩等位置都有覆盖。

被垄断的芳纶纸

“芳纶纸”的制造技术被美国日本等国家足足垄断了几十年。用它制成的异形件，单个的成本只需20元，但日本却能卖到2800元，并且卖多少个，全由对方说了算。这种受制于人的感觉着实让人难受，于是，在20世纪末21世纪初，我国开始了对芳纶纸的研究。

因为传统的造纸方式与高性能合成纤维难以匹配，来自陕西科技大学的张美云教授在造纸专业的基础上研究起了高分子材料，终选择对纤维进行“热压成型”。经过了三年磨合，张美云团队给厂商提供了17个批次的小样，成功得到了产业化的认可。2017年，这一成果还获得了“国家科技进步奖二等奖”。

除此之外，华南理工大学胡健教授带领的团队也在这条路上不断努力着。2016年，他们研发的芳纶纸技术作价6684万元，以技术入股的方式，与中车集团旗下的公司合资建厂。2019年，批制造的芳纶纸正式投产。

虽然说，跟进口芳纶纸相比，国产的性能还存在着一定的差距，但既然跨出了难的一步，相信随着科学的不断发展，未来一定能实现芳纶纸的国产化替代！

高性能纤维是指具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、难燃烧、化学稳定性突出的纤维維。而在众多高性能纤维中，世界上达万吨以上规模生产的只有碳纤维、芳纶和超高分子量聚乙烯纤维等少数品种。其中芳纶以其优异的综合性能和多样的存在形式，使其成为目前应用广、产量大的高技术纤维，在国防、航天、航空、汽车等领域，以及新能源开发等方面都具有不可替代的作用。

芳纶的用途包括：

1.卫星、2.防弹车，3.火箭发动机、

4.轮胎骨架、5.刹车片、6石油井平台

芳纶纤维具有优异的力学性能和稳定的化学性能，大分子链上至少有85％的酰胺链(—CONH—)直接与两个苯环相连接。全球芳纶纤维产能已超过8万吨/年，需求量超过10万吨/年。目前只有美、日、俄和中国等少数国家实现工业化生产。

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芳纶简介

全称为“芳香族聚酰胺纤维”，芳纶纤维的品种主要有芳纶1313（间位芳纶）、芳纶1414（对位芳纶，也称芳纶Ⅱ），芳纶Ⅲ（对位杂环芳纶）。

1、间位芳纶——芳纶1313

芳纶1313是一种间位芳纶，早由美国杜邦公司研制成功，并于1967年实现了工业化生产，产品注册为Nomex(诺美克斯)。

它具有长久的热稳定性，这是其重要的特性，可在200 ℃高温下长期使用不老化，具有极佳的尺寸稳定性。间位芳纶具有本质阻燃性，其极限氧指数值(LOI)＞28 %，在空气中不会自燃、融化，也不会产生熔滴，离焰自熄。

芳纶1313蜂窝板

间位芳纶的电绝缘性优良，以其制成的绝缘纸耐击穿电压可达20 kV/mm；间位芳纶耐腐蚀性能非常优越，耐辐射的性能也十分优异。此外，间位芳纶还具有低刚性、高延长性，能用常规纺织机械进行加工。

2、对位芳纶

对位芳纶的品种主要有芳纶1414（如美国杜邦Kevlar、日本帝人Twaron等）和芳纶III（俄罗斯Armos、中蓝晨光STARAMID F－3）。

对位芳纶突出的性能是其高强度、高模量、质量轻和突出的耐热性。其综合性能更胜芳纶1313一筹。

对位芳纶的耐热性能高于间位芳纶，在200℃高温下经历上百个小时，仍能保持原强度，在560℃高温下不分解、不熔化。此外，对位芳纶还具有良好的抗冲击、耐腐蚀和抗疲劳性能。

由于对位芳纶具有以上种种优点，被喻为“防弹纤维”，广泛应用于航空航天、国防军工、个体防护及体育休闲等领域。

（1）对位芳纶——芳纶1414

芳纶1414 是一种全对位芳纶，俗称芳纶II。由杜邦公司在上世纪六十年代末研制成功，其商品于1972年首次问世，定名为Kevlar(凯芙拉)。芳纶1414的发现被认为是材料界发展的一个的重要里程碑。

芳纶1414有极高的强度，大于28克/旦，是优质钢材的5～6倍，模量是钢材或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢材的2倍，而重量仅为钢材的1/5。（芳纶1414的强韧性也使其裁切与加工异常困难，需要昂贵的专用工具）。

芳纶1414防弹衣

目前芳纶1414已作为一种高技术含量的纤维材料被广泛应用于军事、航天航空、机电、建筑、汽车、海洋水产、体育用品等国民经济各个方面。

（2）对位芳纶——芳纶III

芳纶Ⅲ是对位芳纶的一种,是一种三元共聚芳香族聚酰胺纤维，也是一种性能优异的高技术特种纤维.因其含有杂环结构，也称杂环芳纶。早由俄罗斯于上世纪1978年代由全苏合成纤维研究院开发成功，产品注册为Armos。国内由中蓝晨光在05年率先开发实现产业化。

芳纶Ⅲ位于芳纶家庭中的塔尖，其综合性能更胜芳纶1414一筹。是国内批产综合性能优的有机纤维。

芳纶Ⅲ具有增强、减重、拒腐蚀、抗降解、耐高温等卓越功能特性，是支撑当代航天航空、军事工业、生命保护等尖端产业的核心基础材料和直接影响国家安全利益的战略物资，具有广阔的市场前景和迫切的现实需求。

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芳纶生产工艺

以帝人芳纶Twaron（芳纶1414）为例：

Twaron的生产需要三种工艺：聚合、长丝纺丝和丝束纺纱。

1、聚合

在阶段，先将单体纺成密实的细粒聚合物粉末。该物料具有对位芳纶的主要热性能和化学特性。然而，其不具备纱线或纸浆的强化特性。这种细粉末可用于增强塑料组分的特性。

2、纺丝

第二阶段将聚合物溶在硫酸中，生成一种液晶溶液。随后该溶液纺入细长丝中，每根丝的直径为12μm。丝的结构为100%亚晶状，分子链与纤维轴平行。正式这种高趋向性分布使Twaron长丝具有各种优异的特性。

3、短纤

为生产人造短纤维或短切纤维，现将纱线进行起皱处理，然后再利用整理剂进行处理。干燥后，将纤维切割成目标长度，然后包装。

4、纺成浆粕

为生产纸浆，首先切割纱线，然后使纱线悬浮在水中进行纤维化处理。然后直接包装并作为湿纸浆出售，或经过脱水干燥并作为干纸浆待售。

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芳纶纤维发展概况

1. 芳纶家族各产品特点

芳纶具实用价值的品种有3个：芳纶1313是开发早、产量大、应用广，也是有发展前途的有机耐高温纤维，到目前为止，全球年生产能力已达3.1万t左右；芳纶1414具有高强度、高模量的特点，素有高分子材料中的“百变金刚”之誉，是当今世界高性能纤维材料的代表；芳纶III具有更优异的综合性能，已用于国家战略战术武器上，目前仅中国和俄罗斯能批量稳定生产，但产量较小，约为3000～4000t/a。

高性能芳纶由于具有良好的应用性能，目前已进入快速发展期，其中芳纶III功能佳。因具有超高的强度、模量和耐高温性能，以及良好的绝缘性和抗腐蚀性，芳纶III在高性能纤维中占据了领导地位，并被人们称为“芳纶纤维中的战斗机”。

表1 芳纶1414 (杜邦)与芳纶III（俄罗斯、中蓝晨光）力学性能对比

牌号

在军事装备现代化、民用产品高性能化、生产过程标准化、技术进步高速化发展的今天，芳纶纤维及其增强复合材料作为战略物质之一，在各领域发挥着极其重要的作用。芳纶纤维的产业化不仅可以带动原材料，可以使下游的产品得到更大的发挥，带来更大的经济效益，但是需要研究的时间很长，涉及的学科很多，是国家综合实力的充分体现。目前世界上做的好的芳纶纤维是美国、日本，性能指标上是俄罗斯芳纶III纤维做的好，用量大的是美国和日本。芳纶纤维应用广泛是对位芳纶纤维，其中芳纶纤维1414（芳纶II），美国杜邦公司、日本帝人公司生产的为主；芳纶III（杂环芳纶），主要以俄罗斯的杂环纤维、国内以中蓝晨光生产的STARAMID F－3为主。

2.发展现状

芳纶1313

全球来看，芳纶1313的主要供应商依次为美国杜邦、烟台泰和新材、日本帝人。芳纶1313主要用于制防辐射衣料、航天衣料，也用于制耐高温衣料、蜂窝制件、高温线管、飞机油箱、防火墙、反渗透膜或中空纤维等。

芳纶1414

1966年，杜邦公司生产出了对位芳纶即Kevlar®纤维；1972年日本帝人公司生产出对位芳纶Conex纤维；1986年荷兰Akzo公司生产出Twaron纤维；1987年日本帝人公司生产出Technora纤维。而我国于1972年开始进行芳纶的研制工作，1985年通过芳纶1414的鉴定，纤维性能已达到美国杜邦公司 Kevlar® 49水平。

芳纶III

芳纶Ⅲ早由俄罗斯于上世纪70年代开发成功并实现商业化。早开发的品种为SVM，属于二元杂环芳纶，后又开发成功三元杂环芳纶Armos。俄罗斯芳纶III纤维，拉伸强度可达6.0GPa以上，性能优于碳纤维T800的性能。其芳纶III纤维已成功用在先进的导弹布拉瓦导弹和发动机上。

鉴于芳纶Ⅲ纤维的综合性能优异，国内于上世纪九十年代也开始研发，经过技术攻关和工程化开发，国内由中蓝晨光化工研究设计院有限公司于2006年率先开发成功，商品名为STARAMID F-3。目前STARAMID F-3已开发出多种产品类型，产品拉伸强度达到5.0GPa以上，拉伸弹性模量150-180GPa。中蓝晨光芳纶III纤维性能居国内批产有机纤维之首，达到俄罗斯Rusa产品水平。

国产芳纶III的研发成功，使我国成为除俄罗斯以外第二个拥有该技术的国家，解决了这一关键军用材料长期依赖于国外进口的现状，具有显著的军事与社会效益，是我国高性能纤维国产化的重要里程碑。

3. 发展前景

今后，我国在防护服领域的芳纶1313纤维用量将以每年30%以上的速度递增，作为生产防护服以及其他室内装饰用品的芳纶有色纤维用量也随之增加，轻量汽车子午胎用帘子布和刹车片的需求正在兴起，预计今后对位芳纶年需求量将以超过10%的速度增长。随着我国能源工业的发展，用对位芳纶增强橡胶及热塑性树脂作为石油及液化天然气的耐高压输送管线将有所发展。

目前芳纶III主要用于火箭发动机及飞机构件领域，但因其具有轻质高强、抗冲击、耐高温、柔韧性好、耐磨等优异性能，使其在防弹、装甲、轮胎、电子等领域有大量应用。未来随着芳纶Ⅲ产品和其应用的不断开发，其市场也将不断扩大。

摘要:对位芳纶浆粕纤维是芳纶长丝的一种差异化产品，它保留了长丝的高强度、高模量、优良的热稳定性和化学稳定性，同时其本身又具有较大的比表面积，这为与基体材料的结合提供了可能性。本文综述了芳纶浆粕纤维的应用研究进展，主要包括其在增强材料、摩擦材料、密封材料、造纸领域的应用等。

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引言

对位芳纶纤维是由杜邦公司在1965年合成，并于1972年实现产业化，在我国称为芳纶1414。对位芳纶浆粕纤维(以下简称芳纶浆粕纤维)是芳纶经多次原纤化处理后得到的一种高度分散的差异化产品，纤维表面呈现毛绒状，主纤长度1.0～3.0mm，直径10.0μm，微纤长度0.1～2.0μm，表面粗糙，纤维的轴向尾端呈针尖状。芳纶浆粕纤维保留了芳纶优异的物理机械特性，如高强度、高模量、良好的热稳定性和化学稳定性，良好的耐磨性和高绝缘性，与短纤维相比，它的比表面积更大，在7～12m2/g之间，从而使其与基体材料有更大的接触面积，且由于“机械”啮合作用与基体材料有很强的表面结合力。

芳纶浆粕纤维表面的氨基含量比芳纶长丝要高10倍以上，使其具有更好的表面活性，从而使其与酰胺类树脂有很好的亲和性，也可在浆粕的界面与基体形成氢键，增强复合效果。高强度、高模量的性质使其在与基体混合过程中不会因剪切造成长径比的下降，同时芳纶浆粕在加工应用过程中不会产生石棉纤维具有的环境污染、影响人体健康等问题。但由于芳纶浆粕纤维表面微纤之间的相互缠结很容易造成其在基体材料中的分散不均而影响制品性能，因此多通过表面处理和改性来有效提高芳纶浆粕纤维的表面性能。目前，芳纶浆粕纤维的应用研究主要集中于增强材料、摩擦材料、密封材料、造纸等领域，国内的年使用量约在1000吨以上。

(a)、(b)分别是中芳特纤股份有限公司生产的浆粕样品的显微镜照片和扫描电镜(SEM)照片。

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芳纶浆粕纤维的应用

1.1 增强材料

芳纶浆粕纤维表面微纤丛生，比表面积较大，与橡胶潜在的接触面较大，且由于“机械”啮合作用而与橡胶有很强的表面结合力，但表面微纤会发生相互缠结，造成在橡胶基体中分散性较差。因此多通过对芳纶浆粕纤维的表面处理和改性或者是对橡胶基体的改性处理来改善芳纶浆粕纤维在基体中的应用。

1.1.1 芳纶浆粕纤维增强橡胶的研究

橡胶基体中的芳纶浆粕纤维微纤上能够附着大量的橡胶分子链，起到物理交联点的作用，限制了橡胶大分子的运动，同时能够承担应力。在橡胶承受外部拉伸作用力时，芳纶浆粕纤维可以作为应力承受点，减小橡胶大分子的受力，从而使其不易被破坏，橡胶的拉伸强度和拉断伸长率得以提高。芳纶浆粕纤维在橡胶基体中获得良好的分散是橡胶力学性能得到改善的前提。

美国杜邦公司为了有效改善芳纶浆粕纤维在橡胶基体中的分散性，开发出了Kevlar工程化弹性体。该弹性体与单纯的将芳纶浆粕纤维掺入到橡胶基体中相比，芳纶浆粕纤维的微纤充分打开且不易再缠结，作为一种橡胶助剂添加到工程轮胎胎面胶料中可延长轮胎的工作寿命。ParkNam等将氧化锌(ZnO)处理的芳纶浆粕纤维加入到天然橡胶中并研究了其在防爆轮胎侧壁插层胶中的应用，研究表明，插层胶的机械性能随芳纶浆粕纤维用量(1、2、3份)的增加得到明显改善，压缩永久变形减小。JefferyS.Downcy等研究了芳纶浆粕纤维和短纤维对天然橡胶的补强效果，结果表明:芳纶浆粕纤维在复合材料中表现出一种手风琴效应，随着芳纶浆粕纤维用量的增加，其损耗角和损耗因子逐渐减小。

国内目前对芳纶浆粕纤维的改性研究较少。杨波等考察了丁吡胶乳和天然胶乳包覆改性后的芳纶浆粕纤维对丁苯橡胶复合材料性能的影响。结果得出:纤维与橡胶基体间形成柔性界面，界面粘结性提高;复合材料的100%和300%定伸应力提高，复合材料的复数模量保持在较高水平。王涛等、谢巍等利用多巴胺氧化自聚合的特性对芳纶浆粕纤维进行表面修饰，分别研究了改性芳纶浆粕纤维对丁腈橡胶、氟橡胶/氢化丁腈橡胶合金弹性体复合材料力学性能的影响。

研究了预处理芳纶浆粕纤维对丁腈橡胶性能的影响。研究表明:随着芳纶浆粕用量的增大，硫化胶的硬度和50%定伸应力逐渐增大，剪切储能模量增大，与未添加芳纶浆粕纤维的硫化胶相比，添加后的硫化胶的热稳定性更好。丁佳伟等研究了未处理芳纶浆粕纤维和表面化学处理芳纶浆粕纤维及其用量对天然橡胶静态力学性能，伸张疲劳寿命及动态热机械性能的影响。

1.1.2 芳纶浆粕纤维增强塑料的研究

芳纶浆粕纤维增强塑料复合材料大多是将芳纶浆粕纤维改性后添加到塑料基体中混合得到，改性后的芳纶浆粕纤维与树脂基体之间可形成网络状结构，这促进了纤维与树脂基体间的界面粘结，改善了芳纶浆粕纤维与基体的界面结合力。所以其复合材料的机械性能、耐热性、耐磨性会得到较好地改善。

ＲastegarN等探究了含芳纶浆粕纤维与辐照聚四氟乙烯杂化剂聚酰胺6的摩擦材料的协同作用。刘石等研究了硅烷偶联剂KH－550改性的芳纶浆粕纤维对膨胀阻燃聚丙烯复合材料性能的影响。研究表明:改性芳纶浆粕纤维的质量分数为5%时，其复合材料的拉伸强度为40.0MPa，冲击强度为56.9J/m，热稳定性提高。侯铁军等研究了芳纶浆粕纤维对酚醛树脂复合材料性能的影响。与石棉增强酚醛树脂复合材料相比，芳纶浆粕纤维酚醛树脂复合材料的力学性能优异，磨损率较低。

1.2 摩擦材料

汽车摩擦材料要求具有稳定的摩擦系数，较低的磨损率，无噪声以及在高温、高压、高速的环境下不产生振动。在汽车制动摩擦材料中应用比较广泛的增强纤维有陶瓷纤维、有机纤维、金属纤维等。工业用摩擦材料中增强纤维的含量通常在5vol%～25vol%。芳纶浆粕纤维保留了芳纶的高强度、高模量等特性，同时又具有较大的比表面积，赋予了其良好的吸附性，与树脂基体可以有效地结合。

研究得出芳纶浆粕纤维的加入有效改善了摩擦材料的摩擦稳定性，同时降低了磨损率。Prosenjit等发现与芳纶相比，芳纶浆粕纤维的掺入提高了其复合材料的摩擦稳定性。

研究得出，酚醛树脂摩擦材料的布氏硬度随着芳纶浆粕纤维用量的增加而提高。当46芳纶浆粕纤维和纳米钛酸钠晶须的含量比在3∶1时，摩擦材料的效果佳，摩擦系数稳定在0.38～0.45，磨损率为5%。刘力等通过对芳纶浆粕纤维含量对低树脂基刹车片摩擦磨损性能的影响机制研究得出:芳纶浆粕纤维含量为0%和1%时主要为扩展性的表面疲劳磨损，含量为2%时主要为非扩展性的表面疲劳磨损，含量为3%时主要为黏着磨损。

公开了一种用吡咯单体改性的芳纶浆粕纤维制成的刹车片。实验得出，该刹车片的抗热衰退、抗热膨胀性能强，且摩擦系数稳定，磨损率低。

1.3 密封材料

采用芳纶浆粕纤维增强的橡胶复材设计的密封材料比全橡胶密封材料的力学性能、耐高温性能及密封性能均有所提高，同时避免了金属油封在使用过程中出现的生锈腐蚀问题。

肖风亮等以氯丁橡胶/芳纶浆粕纤维作为外壳材料，氢化丁腈橡胶作为唇口胶制备了复合油封，研究表明:胶料与氯丁橡胶/芳纶浆粕纤维片材有很好的粘合性能，复合后胶料的抗焦烧性能得到改善。刘欣等通过探究芳纶浆粕纤维和白炭黑用量对制备的丁腈橡胶密封垫材料性能的影响，发现芳纶浆粕纤维在其复合材料中分散较为均匀。在芳纶浆粕纤维用量为30份，白炭黑用量为40份时，密封材料的综合性能好。橡胶混炼过程中产生的剪切力能够使芳纶浆粕纤维产生取向，其复合材料在平行和垂直纤维方向的各向异性表现较为突出。

1.4 造纸领域

芳纶纸基材料的力学性能及其热稳定性主要取决于短纤维与浆粕基体界面之间的粘结效力。在芳纶纸结构中，短切纤维作为骨架材料，均匀分散在纸张中，决定着纸张的物理结构和机械强度;芳纶浆粕纤维作为填充和黏结材料，利用自本身比表面积大、高度原纤化的特点，同时在热压过程中受热软化，通过黏结短切纤维及自身的黏结作用形成纸张整体力学结构，赋予纸张整体强度和性能。芳纶浆粕纤维纸基材料的应用领域主要有耐绝缘材料、纸基摩擦材料、蜂窝增强材料等，这些材料广泛应用于高温绝缘、航空航天、汽车制造、交通运输和高性能电子器材等关键领域］。

MerrimanEA说明了通过控制芳纶浆粕纤维的pH值来调控其电位，对于具有高填料和胶乳含量的纸的良好成型是非常重要的。曹雪鸿等对比分析喷射纺丝法进口芳纶浆粕纤维和原纤化法自制浆粕纤维配抄纸张的性能得出纯芳纶浆粕纤维纸基材料抗张指数前者是后者的12倍。王腊梅等研究得出，芳纶短切纤维和芳纶浆粕纤维的加入可以提高芳纶云母复合纸的强度性能。当芳纶短切纤维与芳纶浆粕纤维的总用量为7%，且两者的配比为2∶5时，芳纶云母复合纸的整体性能佳。司景航等通过芳纶浆粕纤维含量对纸张性能的影响的研究表明，芳纶浆粕纤维添加量在10%时，纸张的弯曲强度、抗张强度和撕裂强度同时达到大值，其弯曲强度为620mN，抗张强度为11.21kN/m，撕裂强度为4038mN。

此外，有关学者关于芳纶浆粕纤维在绝缘材料、耐烧蚀材料、体育器材中的应用也进行了研究。

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结束语

芳纶浆粕纤维保留了长丝纤维的高强度、高模量，同时具有较大的比表面积，在众多领域已获得应用，如航空航天、雷达罩、摩擦材料、密封材料、体育器材等。但芳纶浆粕纤维的结晶度较高，表面化学活性低，与基体材料结合性差;同时，其微原纤数量众多，易于相互缠结，在基体中不易分散，通常在使用过程中多需要进行改性处理。

当前，国产大部分芳纶浆粕纤维多以长丝等外品或回收废料为原料，采用切断、原纤化工艺制备得到，性能较进口产品仍存在一定差距，如何以低成本保证产品的性能稳定是当前国内生产制造企业面临的主要问题。