特种工程塑料聚对苯甲酰胺(简称PBA)介绍

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　　聚对苯甲酰胺,英文名Poly(p-benzamide)，简称PBA

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　　(一)发展史

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　　美国杜邦公司于1916年首先介绍芳族聚酰胺-聚间苯二甲酰间苯二胺(Nomex)纤维，1970年介绍了聚对苯酰胺(Fibre B或PRD-49)，1972年又介绍了较韧性的聚1，4-苯撑对苯二酰胺(Kevlar 49)纤维，分析表明Kevlar纤维为代表。

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　　1977年我国开始研制聚对苯酰胺，1990年上海市合成树脂研究所完成年产3吨中试鉴定。

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　　(二)主要生产方法

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　　1.树脂生产

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　　　　以对氨基苯甲酸为单位、N-甲基吡咯烷酮为溶剂，在催化剂、助催化剂存在和80～90℃的条件下，反应3小时。然后，将物料沉析到酒精中，用水洗涤树脂，干燥，即可得到纺丝用树脂。树脂的特性粘度控制在1.8～2.2范围内。

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　　2.液晶浆液的制备

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　　　　将芳纶-I树脂溶解在含有4～6%助溶剂的有机溶剂(二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮)中，聚合物浓度控制在9～10%左右，即可得到光学上各向异性的液晶浆液。

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　　3.湿法纺丝

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　　　　将上述液晶浆液过滤，置于贮料筒中脱泡24小时，纺丝液经纺丝计量泵计量后，再经过滤器送至喷丝头，通过Φ0.05～0.08×500～1000孔纺丝帽，以每分钟10～20米的速度从喷丝孔喷入到凝固浴中。凝固浴为20～40%的有机溶剂水溶液，温度为40～50℃。从凝固出来的纤维经水充分洗净，干燥后，即得芳纶-I原丝。原丝在惰性气体中(3～5升/分，500～550℃)热处理3～5秒，即得到芳纶-I纤维。

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　　(三)理化性能

　　1.物理性能

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　　　　纤维色泽：淡黄色

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　　　　相对密度：1.4655g/cm3

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　　　　复丝旦度：1000～1500旦

　　　　细度：1.0～1.5旦

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　　　　复丝强度：2337～2585Mpa

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　　　　伸长率：1.5～2.5%

　　　　弹性模量：＞147Gpa

　　　　芳纶-I性能接近Kevlar-149的性能，两者比较如表

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　　2.热性能

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　　　　芳纶-I与Kevlar-49浸渍环氧树脂后耐热稳定性相近，未涂环氧树脂则芳纶-I的热稳定性优于Kevlar-49。

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　　　　芳纶-I在280℃空气中恒温老化100小时，性能基本没有变化。

　　　　芳纶-I在320℃的恒温热老化性能见表

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　　(四)应用领域

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　　聚对苯酰胺纤维是一种高强度、高模量、低密度的芳核酰胺纤维。其纤维密度(1.42～1.46g/cm3为玻璃纤维的60%，为碳纤维的80%，拉伸强度3.4～4.1Gpa，拉伸模量82.7～137.9Gpa，压缩强度仅为拉伸强度的20%，显示出延展性，可以压缩和弯曲，能够吸收能量。它广泛用于热塑性塑料和热固性塑料的增强，是尖端复合材料的高效增强剂。典型应用包括：

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　　　　1.导弹、核武器、宇航等军用复合材料。可大幅度减轻自重，提高射程和载荷能力。

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　　　　2.利用其超刚性、低密度性能，用其复合材料作雷达罩及天线骨架。

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　　　　3.用其复合材料做飞机的地板材料、整流罩、机体门窗、内装饰等结构材料。

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　　　　4.利用其高强度和低伸长率特性作光缆、电缆、海洋电缆等的增强骨架材料。

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　　　　5.体育器材。成功地用以制作赛艇、桨、羽毛球拍等。

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　　　　6.各种高温、耐磨的盘根、刹车片等。

　　　　7.橡胶制品。用以制作超高压管、齿型带、三角带等。【MechNet】