芳綸纖維具有優(yōu)異的力學(xué)性能和穩(wěn)定的化學(xué)性能，其大分子鏈上至少有85％的酰胺鏈(—CONH—)直接與兩個(gè)苯環(huán)相連接，全稱為“芳香族聚酰胺纖維”，芳綸纖維的品種主要有芳綸1313（間位芳綸）、芳綸1414（對位芳綸，也稱芳綸Ⅱ），芳綸Ⅲ（對位雜環(huán)芳綸）。對位芳綸是現(xiàn)有高性能纖維中綜合性能最好的有機(jī)纖維之一，具有高強(qiáng)高模、耐高溫、耐酸耐堿等優(yōu)良性能，與碳纖維相比較，芳綸纖維不導(dǎo)電，伸長率高，破壞特征為塑性破壞，承受動(dòng)載能力強(qiáng)，耐局部沖擊能力強(qiáng)，在地鐵、工業(yè)廠房、延性補(bǔ)強(qiáng)方面較碳纖維有不可比擬的優(yōu)勢。

一、最新研發(fā)進(jìn)展評述

美國杜邦公司首先于20世紀(jì)60年代發(fā)明Kevlar（芳綸Ⅱ），70年代成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，隨后日本和歐洲也相繼生產(chǎn)對位芳綸，如1986年荷蘭阿克蘇諾貝爾公司（Akzo-Nobel，已與日本帝人公司合并）的Twaron纖維，1987年日本帝人公司的Technora纖維，和1987年的俄羅斯Terlon纖維等。由于高性能芳綸纖維的制備技術(shù)難度高、投資大，目前仍主要由美國杜邦公司和日本帝人公司生產(chǎn)。美國杜邦開發(fā)了多種對位芳綸的牌號，根據(jù)不同的性能應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，如Kevlar29是強(qiáng)度和模量比較適中的纖維，K129具有高強(qiáng)度的纖維主要用于纜繩等方面，近年來又開發(fā)了Kevlar AP具有很好的韌性，用于防彈等方面。日本帝人推出黑色芳綸（Twaron Black），以及用纖維制備成膜用于電池等領(lǐng)域。

從上世紀(jì)70年代起，中國開展了芳綸Ⅱ的基礎(chǔ)性研究和國產(chǎn)化研究，國家從“六五”計(jì)劃開始就對高性能對位芳綸的大規(guī)模穩(wěn)定化生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化進(jìn)行大力扶持。近年來我國對位芳綸初步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，多家企業(yè)建立了年產(chǎn)500-1000噸的對位芳綸生產(chǎn)線，如江蘇江蘇兆達(dá)特纖科技有限公司、煙臺泰和新材（氨綸）、河北硅谷化工、中藍(lán)晨光化工、中石化儀征化纖公司等。

芳綸Ⅲ最早由俄羅斯于上世紀(jì)70年代開發(fā)成功并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。最早開發(fā)的品種為SVM，屬于二元雜環(huán)芳綸，后又成功開發(fā)三元雜環(huán)芳綸Armos。上世紀(jì)90年代俄羅斯在Armos的基礎(chǔ)上采用新型紡絲工藝開發(fā)出性能更優(yōu)的Rusar纖維并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，至今俄羅斯雜環(huán)芳綸總產(chǎn)能已達(dá)2000t/a。俄羅斯芳綸Ⅲ纖維，拉伸強(qiáng)度可達(dá)6.0GPa以上，性能優(yōu)于碳纖維T800的性能，已成功用在最先進(jìn)的導(dǎo)彈布拉瓦導(dǎo)彈和發(fā)動(dòng)機(jī)上。

當(dāng)前國際上對位芳綸的發(fā)展特點(diǎn)是以技術(shù)先進(jìn)性推進(jìn)應(yīng)用產(chǎn)品升級換代。杜邦公司開發(fā)了系列對位芳綸品種，如超高強(qiáng)型Kevlar129、超高模量型Kevlar149、高黏結(jié)型Kevlar-Ha、用于防彈的KevlarXP以及警用防彈衣織物KevlarProtera的超細(xì)芳綸。除此之外，杜邦公司還開發(fā)了一系列新品種，如Aracon芳綸新產(chǎn)品，用金屬在芳綸纖維表面鍍層，具有消除靜電、屏蔽輻射、傳輸電信號的功能，比金屬線質(zhì)輕、柔軟。此外，杜邦公司還不斷開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域，開發(fā)輕質(zhì)高強(qiáng)的凱夫拉纖維，提高防護(hù)性和功能性。帝人公司開發(fā)了分別專用于膠管和輸送帶增強(qiáng)的芳綸絲束Twaronl014和Twaron1015、Twaron2100、Twaron2300，特點(diǎn)是同時(shí)具有高勾結(jié)強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度以及防彈專用的Twaron1008CT超細(xì)芳綸。此外，帝人公司新開發(fā)的產(chǎn)品SulfonTM，可使輪胎滾動(dòng)阻力減少20％，意味著燃油消耗減少5%。德國Acordis公司近期開發(fā)出高性能超細(xì)對位芳綸，不燃不熔融，強(qiáng)度高，耐切割能力強(qiáng)。俄羅斯在雜環(huán)芳綸方面也不斷開發(fā)出新產(chǎn)品，如Artee纖維。其強(qiáng)度高達(dá)35CN/dtex，模量200GPa，浸漬環(huán)氧樹脂后的纖維強(qiáng)度為5.39GPa。

二、國內(nèi)外對比分析

在過去幾十年中，世界上只有美國、日本、韓國及俄羅斯的少數(shù)幾家企業(yè)擁有對位芳綸纖維的生產(chǎn)技術(shù)，美國產(chǎn)能3.3×10⁴t/a，日本帝人已達(dá)3×10⁴t/a。韓國可隆產(chǎn)能擴(kuò)大到5000t/a，韓國曉星1500t/a。國內(nèi)對位芳綸已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)能達(dá)4500t/a，年產(chǎn)量大約1500噸~2000噸。

我國生產(chǎn)的芳綸Ⅱ大部分用于工業(yè)領(lǐng)域，如短纖增強(qiáng)材料、橡膠密封材料和芳綸紙的蜂窩材料，產(chǎn)品種類還比較少。目前國產(chǎn)對位芳綸性能已達(dá)到杜邦Kevlar29水平（強(qiáng)度18~20CN/dtex，模量480CN/dtex）。河北硅谷化工有限公司在與東華大學(xué)973項(xiàng)目合作下，開發(fā)并實(shí)現(xiàn)了高模量芳綸的產(chǎn)業(yè)化，纖維的性能達(dá)到杜邦Kevlar49水平（強(qiáng)度22CN/dtex，模量780CN/dtex），目前相應(yīng)的產(chǎn)品已用到光纖和電力用間隔棒等領(lǐng)域。此外，芳綸Ⅱ采用高速干噴濕紡工藝，目前杜邦的紡速可達(dá)到1000m/min。

我國于上世紀(jì)九十年代也開始研發(fā)芳綸Ⅲ纖維，經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)和工程化開發(fā)，中藍(lán)晨光化工研究設(shè)計(jì)院有限公司于2006年率先成功開發(fā)STARAMID F-3纖維，性能達(dá)到俄羅斯Rusar產(chǎn)品水平。中國航天科工六院46所，在國內(nèi)率先解決了纖維用關(guān)鍵原材料（特殊第三單體）合成，開發(fā)了年產(chǎn)50噸的F-12的雜環(huán)高強(qiáng)有機(jī)纖維的穩(wěn)定生產(chǎn)，總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。我國是除俄羅斯以外第二個(gè)擁有芳綸Ⅲ生產(chǎn)技術(shù)的國家。

三、應(yīng)用前瞻

芳綸廣泛應(yīng)用在軍事、汽車工業(yè)、防護(hù)、航空航天、加固材料、繩索光纜、體育等領(lǐng)域。

（1）航天航空

代替尼龍簾線做橡膠骨架材料，還可應(yīng)用于機(jī)艙門、窗、整流罩體、天花板、艙壁、貯藏箱柜、火箭整流罩和發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、空運(yùn)集裝箱、飛機(jī)殼體等。

（2）個(gè)人防護(hù)/武器裝備

特警戰(zhàn)訓(xùn)服、軟質(zhì)防彈背心、防彈頭盔和防刺防割服、警用防彈車、坦克復(fù)合裝甲、艦用防彈板材、裝甲內(nèi)飾板。

（3）汽車工業(yè)

子午線輪胎、擋泥板、保險(xiǎn)杠、剎車片、離合器、減振緩沖器和各類軟管、輪胎、膠管、發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪、密封墊片、剎車片。

（4）造船產(chǎn)業(yè)

帆船、快艇、賽艇、漁船船身。