俄罗斯高性能纤维Armo与其他类型s对位芳族聚酰胺纤维的比较骆为林译K1E1Perepelkin等著沈新元校对位芳族聚酰胺纤维是工业用长丝和纱线领域中的重要成果。它们的强度为3GPa～515GPa,即比传统的工业用长丝高3倍～5倍。目前对位芳族聚酰胺纤维主要有两种:(1)高模量纤维,具有130GPa～170GPa的变形模量,用于高强度、高刚性纺织品和硬质结构复合材料。(2)高强度纤维,具有60GPa～90GPa的变形模量,用于高强度、中刚度纺织品和弹性复合材料,其中主要是轮胎和橡胶工业制品。本文介绍的高模量纤维包含了新的俄罗斯纤维Armos。对位芳族聚酰胺纤维有5种主要类型,每一种都是以不同的聚合物为原料:Kevlar(美国杜邦公司)、Twaron(荷兰AkzoNobel公司)的原料是聚对苯二甲酰对苯二胺,Terlon以类似于聚对苯二甲酰对苯二胺的共聚物为原料(俄罗斯VN¦Polymervolokno),CBM(前Vnivlon)以对位芳族杂环聚亚胺为原料(俄罗斯JSNiiechimvolokno和Kamenskchimolokno),而Armos以对位纤维,在文献中已有讨论。纤维的成形和所达到的高机械性能是以将刚性链转变成液晶态为依据。这一事实导致了即使在纺丝和以后的热处理两个工序的小量预取向时,也会产生自动有序的作用。所有的对位聚酰胺都是不熔融的,因此这些聚合物只能溶于给电子溶剂——100%硫酸或酰胺加亲液性的盐(特别是二甲基乙酰胺加氯化锂)。纤维采用湿纺法(往往通过气隙)纺成。洗去剩余溶剂,然后将形成的纤维干燥。所有这些操作都是在一个连续的工艺过程中完成的。下一工序是热处理,此工序使纤维自发取向。为了获得变形模量,需稍加拉伸。纤维的性能是由原料聚合物或共聚物组成的许多方面决定的。值得注意的是,从聚对苯二甲酰苯二胺转变成规整性较少的聚合物或共聚物,减少了纺丝液的结构,在纺丝和热处理工序中,促进了制成纤维的结构形成,从而产生了机械性能。热力学上更为有利的是均聚物的三维有序态,但这种原理与形成纤维最大有序结构的动力学上的独特性相矛盾。这就必须创立具有可以调节分子刚度的新聚合物和新的合适的纤维成形方法的原因。这正是Armos纤维高机械性能数据的基础。应注意的是,杂环共聚物溶液处于非各向同1对位芳族聚酰胺的生产原理主要的超高强度和超高模量纤维是以对位聚2对位芳族聚酰胺纤维结构独特性对位芳族聚酰胺纤维的结构有三种等级(分酰胺、聚位杂亚芳基或类似的共聚物的任一种原料。对位芳族聚酰胺纤维的生产不同于传统化学子、超分子和微细),与柔性和半刚性聚合物基纤化纤总第180期国外纺织技术维的结构有原则上的不同。对位聚酰胺是以刚性分子链(统计学上的链段大于50nm)并存有大量的极性基为特点的。对位芳族聚酰胺的超分子原纤化结构是以高取向并存在有序和伸直的链区为特点的。在此,它们与常规的柔性和半刚性聚合物纤维不同的是,后者是以折叠的超分子结构为特点的。这些独特性的结果是,水受应力的链数增加,而且在长度方向上只有很小的差别,因此具备了许多机械性能。聚对苯二甲酰对苯二胺纤维的结构是典型无定形2结晶的,而杂环芳族聚酰胺SVM和Armos纤维三维有序较少,也许比一维有序更好些。具有平行的不同有序区(无定形和结晶或准晶)的原纤模型,可以应用到对位芳族聚酰胺纤维上。分子和超分子水平的结构能量数据是以高的原子间能量(在链中)和分子间的相互作用为特点的。大量极性基的存在和分子链的刚度导致了高的玻璃转化温度。同时全部单元链节的芳族结构导致了纤维的高温稳定性。所有的芳族聚酰胺纤维都是以高度的宏观结构均匀性、少量不同的层状结构(皮和芯)和不多的缺陷为特点的。这是它们具有良好机械性能的另一个理由。所有上述的结构独特性赋予了对位芳族聚酰胺纤维在机械应力拉伸点和温度的恒定性两方面的高度稳定性。应注意的是,高度的结构异态动力学性质(heterodynamicity)导致了高度各向异性的机械物理性能,并且也产生了轴向原纤化的趋势。对于Armos纤维,特殊的地方是杂环的对位共聚酰胺。它们的单元链节含有高极性基、缩氨酸和叔氮原子。这种共聚物的结构特点是比聚对苯二甲酰对苯二胺具有更少的规整性和较小的刚度。这种杂环共聚物在溶液中不能形成液晶区。因此,在纤维成形和热处理加工时可以向着最大取向有序调整...