《对位芳香族聚酰胺纤维》在概述对位芳香族聚酰胺纤维的商业化进程及发展趋势的基础上,详细介绍了对位芳纶聚合物及纤维的工程化制备工艺技术,阐述了纤维的物理化学性质与纤维结构,介绍了对位芳纶在防弹和橡胶领域及其他工业领域的应用,最后分析了全球对位芳纶的知识产权现状。
《对位芳香族聚酰胺纤维》对从事对位芳香族聚酰胺纤维及其复合材料的研发和生产的工程技术人员具有重要参考价值。
对位芳香族聚酰胺纤维是由85%以上的酰胺键直接连接到芳香族基团对位(1,4-位)所构成的线形大分子组成的纤维,简称为对位芳纶。对位芳纶主要有三种:一是聚对苯甲酰胺(PBA)纤维,国内简称为芳纶I或芳纶14;二是聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA或PPDT)纤维,国内简称为芳纶II或芳纶1414;三是在芳族聚酰胺主链上含有三种结构单元(如ODA),国内称为芳纶III。如某种结构单元为杂环结构(如DAPBI)时,则称为杂环芳纶。其中,PPTA纤维是最先实现商业化的对位芳纶产品,也是本书讨论的重点。它是由美国孟山都(Monsanto)、杜邦(Dupont)、苏联VNIIV和荷兰阿克苏·诺贝尔(Akzo-Nobel)数家公司经过20多年的研究,最终由美国杜邦公司于1972年率先实现商业化,商品名Kevlar@。随后,荷兰阿克苏·诺贝尔的Twaron@和日本帝人(Teijin)的Technora@分别于1986年和1987年先后推向市场。2000年,帝人公司收购阿克苏的对位芳纶业务。之后,美国和日本两家公司数次扩产,产能均达到30000t/年。由于具有极高的技术和知识产权壁垒,全球对位芳纶的技术和市场被杜邦和帝人公司控制数十年之久。进入21世纪,韩国可隆(Kolon)和晓星(Hyosung)公司实现了对位芳纶的工业化生产,全球对位芳纶的供应格局被打破。
我国从“六五”期间起,清华大学、中国科学院化学研究所、上海合成纤维研究所和东华大学等科研机构就开始跟踪国外对位芳纶的聚合机理和纺丝工艺研究,但工程化关键技术问题一直没有突破。“十一五”期间,我国“863”计划对位芳纶项目启动,极大地推动了国产化进程。2011年,烟台泰和新材料股份有限公司千吨级对位芳纶生产线建成投产。中蓝晨光化工研究院有限公司、苏州兆达特纤有限公司、中国神马集团、河北硅谷化工有限公司、仪征化纤股份有限公司等企业也建成了对位芳纶产业化或中试装置。
与国外领先的技术和成熟的市场相比,我国对位芳香族聚酰胺纤维产业仍处于初级阶段,在工艺装备、产品质量、成本控制和下游应用技术开发等多方面存在较大差距。扩大产能规模、降低生产成本、完善产业链和提高市场竞争力是国产对位芳香族聚酰胺纤维产业未来发展的重点。
第1章 绪论
1.1 对位芳香族聚酰胺纤维发展历史
1.1.1 国外对位芳香族聚酰胺纤维发展历史
1.1.2 国内对位芳香族聚酰胺纤维发展历史
1.2 商品化的对位芳香族聚酰胺纤维
1.2.1 纤维特性
1.2.2 产品形态及分类
1.2.3 全球供需现状
1.3 对位芳香族聚酰胺纤维的制造
1.3.1 聚合物的制备
1.3.2 纺丝溶液的制备
1.3.3 纺丝
1.3.4 溶剂回收
1.3.5 产品安全与职业危害
1.4 对位芳香族聚酰胺纤维技术的发展趋势
1.4.1 产品的高性能化和功能化
1.4.2 一体化集成技术
参考文献
第2章 对位芳香族聚酰胺聚合物的制备
2.1 对位芳香族聚酰胺的缩聚反应
2.1.1 合成路线
2.1.2 缩聚反应机理
2.1.3 缩合聚合方法
2.2 低温溶液缩合聚合
2.2.1 低温溶液缩聚影响因素
2.2.2 单体
2.2.3 溶剂体系
2.3 工程化制备技术
2.3.1 缩聚
2.3.2 中和
2.3.3 水洗
2.3.4 溶剂回收
2.3.5 干燥
2.3.6 PPTA聚合体的性能
参考文献
第3章 对位芳香族聚酰胺纤维的制备
3.1 纤维性能的影响因素
3.1.1 纺丝方法
3.1.2 聚合物分子量
3.1.3 纺丝原液(高分子液晶)的制备
3.1.4 纺丝成形条件
3.1.5 热拉伸处理
3.2 PPTA工业化制备工艺
3.2.1 聚合物
3.2.2 溶剂
3.2.3 油剂
3.2.4 液晶纺丝溶液的制备
3.3 纺丝
3.3.1 干喷湿纺
3.3.2 中和
3.3.3 干燥及热处理
3.3.4 卷绕
参考文献
……
第4章 对位芳香族聚酰胺纤维化学与物理性质
第5章 对位芳香族聚酰胺纤维的结构
第6章 对位芳香族聚酰胺纤维在防弹领域的应用
第7章 对位芳香族聚酰胺纤维在橡胶工业中的应用
第8章 对位芳香族聚酰胺纤维在其他领域的应用
第9章 对位芳香族聚酰胺纤维知识产权分析