芳砜纶纤维的性能及其应用

芳砜纶纤维属于对位芳纶系列，学名为聚苯砜对苯二甲酰胺纤维，系由4,4二氨基二苯砜，3,3二氨基二苯砜和对苯二甲酰氯的缩聚物制成的纤维。纤维强度为3.0-4.5g/d；伸长率20-25％；初始模量为760kg/mm2；比重为1.416g/cm3。由于芳砜纶既有对位又有间位的结构，大分子链上又有砜基存在，所以具有突出的耐热、耐燃性能，在300℃热空气中加热100小时强力损失小于5％。此外，还有较好的电绝缘性和抗辐射性能。 1．防护制品，如宇航服、飞行通风服、特种军服、军用蓬布、消防服、消防战斗服、炉前工作服、电焊工作服、森林工作服、均压服、防辐射工作服、化学防护服、高压屏蔽服、宾馆用纺织品及救生通道、防火帘、防火手套等方面的应用。 由于芳砜纶纤维没有熔点，在400℃以上高温下分解，但不熔融，不收缩或仅呈微小收缩；离焰后立即自熄，无阴燃或余燃现象，适于耐温要求最高的防火外层布以及成毡后做隔热层，也可制做消防人员其它用品如内衣、头盔、鞋靴、手套。除阻燃性外，所有消防服装还应具有抗切割、抗穿刺性、不妨碍行动自由、防水、合身、质轻和耐用等性能，利用其本身的优良性质再适当与其它纤维混纺或后整理即可满足以上提及的各种需要。 芳砜纶纤维所具有的高保护性能来自其自身分子结构，而不是通过化学处理得来，这就意味着采用芳砜纶纤维的防护服的防热防火性能不会因穿着或洗涤而丧失，使用寿命因此而延长。试验表明，水洗100次或干洗25次对100％芳砜纶纤维的织物可燃性没有重大变化。当易燃纤维与芳砜纶纤维混纺时，即使有很小比例的芳砜纶纤维存在也能限制熔融混合物的滴落，因此适于一般情况下的防护需要。这些性能适合于制备炉前工作服、电焊工作服、均压服、防辐射工作服、化学防护服、高压屏蔽服、宾馆用纺织品及救生通道。 2．过滤材料，如烟道气除尘过滤袋、稀有金属回收袋、热气体过滤软管以及作为耐酸、碱及一般有机溶剂的过滤材料和耐腐蚀材料等方面的应用。 在化学、石油、冶金工业、电力工业等工业生产中，都会产生高温含尘气体，如化学合成用原料气、炉窑气、反应器烧焦及煤燃烧所产生的高温烟气等，对于温度高于200℃的烟气，通常利用余热锅炉等方式回收余热。这样，进入除尘器的烟气温度一般降至200℃左右。 如何对这些高温含尘气体除尘便成了棘手的问题。袋式除尘器在大气污染的治理方面做出了巨大的贡献。芳砜纶纤维是制作袋式除尘器配套滤袋的优良材料，其不仅具有良好的耐热性，而且还具有优良的抗热氧老化的稳定性，并在270℃以内，能保持良好的尺寸稳定性，以及良好的抗酸性能等，尤其适用于耐高温滤料。 国内的滤料市场广大，比如正在崛起的城市垃圾处理市场和为数众多的国内火力发电厂。近几年北京、上海的生活垃圾总量就以6-8％的速度递增，大中城市将兴建垃圾焚烧炉。由于烟气中的SOx、NOx等腐蚀性化学物质，需要开发符合焚烧炉工厂使用要求的耐高温滤材，芳砜纶耐化学性能稳定，正是适合制作焚烧炉滤尘袋；我国火力发电有2亿KW装机容量，按1KW装机容量使用滤材0.8m2计算，如有50％机组采用袋式除尘器，其配套滤材需用量将达8000万m2，仅此项用量就相当可观。 芳砜纶纤维，除了几种强极性溶剂以外，例如DMAc、DMF、DMSO、六磷胺、N-甲基砒咯烷酮和浓硫酸，一般在常温下，对各种化学物品均能保持良好的稳定性。因此，可以用它制成各种过滤织物，在化工生产中用以过滤各种液体。经初步试验表明，在合成氨生产中，可以制作反应釜垫圈、密封圈等。 3．电绝缘材料：电机绝缘材料、变压器绝缘材料、防电晕绝缘板、绝缘无纺布、絮片和毡、印刷电路板等方面的应用。 绝缘纸(F、H级)是芳砜纶材料的一个主要应用方面。随着我国电机产品更新换代步伐加快，以及电机出口数量增加，迫切需要生产F级(150℃)、H级(180℃)电机。F、H级绝缘纸的需求激增，为此，造纸研究所采用TANLON纤维和国产涤纶纤维混合制造了F级Ad绝缘纸。广泛应用于冶金、防爆、起重等电机，由于芳砜纶良好的电绝缘、耐高温和尺寸稳定好、性价比高等深受欢迎，且需求正在不断增长。该纤维制成的针刺毡作为F、H级电机的衬垫材料适形材料。可使电机达到体积小、重量轻、功率大、效率高的要求，是现代电机的关键材料之一。 4．蜂窝结构材料：飞机夹层材料、赛艇、轮船夹层材料、隔音隔热和自熄材料、护墙材料、复合材料等方面的应用。 蜂窝结构具有良好的经强度和比刚度，同时具有热交换作用、隔热作用、冲击吸收作用。 芳砜纶蜂窝材料是由芳砜纶纸浸酚醛树脂制成，在航天、航空结构、船舶制造中具有广泛的应用领域。和铝蜂窝相比，发生局部屈曲的几率要小得多，因为蜂窝的壁相对的要厚一些。另外，因为芳砜纶材料不导电，不存在接触腐蚀的问题。但是和其它芳纶产品一样，，不能抵抗紫外线的侵蚀，使用时外部通常覆有面板，起到一定的防护作用。 在有阻燃要求的一些场合，也有使用酚醛泡沫填充蜂窝孔隙，提高材料和面材之间的粘结性能和结构隔热性能。在航空领域，一些常见的可使用芳砜纶蜂窝的结构有：机翼的前缘和尾翼，起落架舱门、其它各种舱门和整流罩。