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聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺
英 文 名 Poly(P-Phenylene terephthalamide)，簡(jiǎn)稱PPTA
化學(xué)結(jié)構(gòu)
（一）發(fā)展史
美國(guó)杜邦公司最早開發(fā)出聚間苯二甲酰間二胺(Nomex)纖維，1972年又成功地開發(fā)了聚對(duì)苯酰胺(Kevlar-29)和聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(Kevlar-49)纖維。1979年美國(guó)消費(fèi)芳族聚酰胺的數(shù)量7000噸。目前，美國(guó)杜邦公司擁有三大家Kevlar纖維生產(chǎn)廠家，即：美國(guó)里滿德工廠年產(chǎn)能力2萬噸；英國(guó)梅唐工廠年產(chǎn)能力7000噸；東麗·杜邦公司的日本東海工廠年產(chǎn)能力2.5萬噸。
荷蘭阿克蘇公司和杜邦公司的專利糾紛解決后，阿克蘇公司積極開發(fā)芳族聚酰胺Twaron纖維，建有5000噸生產(chǎn)裝置。計(jì)劃1992年擴(kuò)大到7000噸。該公司還打算和住友化學(xué)公司合作在日本建設(shè)芳族聚酰胺工廠。日本帝人公司在松山工廠生產(chǎn)Technora芳酰胺纖維，該公司準(zhǔn)備與德國(guó)赫斯特公司合作在德國(guó)生產(chǎn)芳酰胺纖維。目前全世界聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維產(chǎn)量約6萬噸。
（二）要生產(chǎn)方法
1.樹脂生產(chǎn)
在裝有N-甲基吡咯烷酮的聚合釜中,加入氯化鋁(為投料量的1.2～1.8%)及吡咯(吡咯/對(duì)苯二胺=0.6～1.2摩爾),然后加入對(duì)苯二胺,溶解后分兩步加入對(duì)苯二甲酰氯粉末(對(duì)苯二胺濃度為0.20～0.45摩爾/升,酰氯過量0.30～2.5%),在氮?dú)獗Ｗo(hù)、常壓下進(jìn)行攪拌反應(yīng),反應(yīng)溫度維持在-5℃～80℃,聚合物特性粘度為5.5～6.0.
2.紡絲
Kevlar纖維是采用聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺（PPTA）漆制備而成。PPTA是對(duì)-苯二酰胺和-苯二酰氯縮合反應(yīng)的產(chǎn)品。將PPTA溶解于熱濃硫酸中，直到液晶固體濃度打20重量%止。PPTA-硫酸溶液通過干噴絲醉噴到混凝浴中（干噴-濕紡）。然后，用氫氧化鈉水溶液中和纖維，繼之水洗，干燥，制成Kevlar纖維。
（三）理化性能
1.樹脂性能
特性粘度≥4.5
灰分 ≤500ppm
色澤 淡黃
2.纖維性能
原 絲 熱處理絲
拉伸強(qiáng)度 2.8Gpa 2.8GPa
伸長(zhǎng)率 5.76% 3.5%
彈性模量 51～64Gpa ≥96GPa
相對(duì)密度 1.44 1.45
3.熱性能
聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺具有超高強(qiáng)度、超高模量、耐高溫和低密度等特性。其原絲及熱處理絲的熱失重情況見表
（四）應(yīng)用領(lǐng)域
聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維可用作船舶和氣球的系留繩、漁具和采集資源用的牽引繩、游艇帆布、滑翔回收飛船、防彈西裝背心和賽馬服等防護(hù)服。還可用于復(fù)合材料的增強(qiáng)纖維，如用作輪胎簾布和皮帶簾布等。此外，還可用于飛機(jī)、汽車、體育用品等。我國(guó)生產(chǎn)的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維已成功地用于導(dǎo)彈、飛機(jī)、汽車、光纜加強(qiáng)件、賽艇、弓箭、羽毛球等體育器材。
（五）開發(fā)動(dòng)向
高強(qiáng)度、高模量、低密度芳酰胺纖維，今后仍將繼續(xù)向超高強(qiáng)度、超高模量、低密度的方向發(fā)展。就聚合體制備而言，連續(xù)擠出聚合是發(fā)展方向，但需要解決分子量控制問題。如何做得分子量分布均勻的聚合體仍是需要努力解決的問題。此外，降低原料成本，降低纖維價(jià)格，也是當(dāng)務(wù)之急。只有降低價(jià)格，提高質(zhì)量，才更具有競(jìng)爭(zhēng)能力。
我國(guó)的芳綸-Ⅱ型、美國(guó)杜邦公司的Kevlar、荷蘭阿克蘇公司的Twaron和日本帝人公司的Technora，產(chǎn)品性能的比較見表
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