1.12 能上刀山敢下火海
——芳纶纤维

在冷兵器时代，士兵在战斗时会穿着各种护甲保护身体，这些护甲主要是用铁片、皮革等材料做成，具有重量大，限制人体活动的缺点。随着火药枪的出现，传统的护甲对于枪弹基本没有防护作用。在武侠小说中，经常会出现一种虚构的防护神器，天蚕丝软甲，它柔软强韧，可以贴身穿着，刀枪不入，对人体能够起到很好的防护作用。那现实生活中，是否能制备出像小说中描述那样的防护软甲呢？答案是肯定的。这种金丝软甲就是使用芳纶纤维（图1-49（a））制备而成，既能防刺（图1-49（b））又能防弹，同时又有优异的阻燃、耐高温性能，如图1-49（c）所示，是一种名副其实的能上刀山敢下火海的高性能纤维。

芳纶纤维为何会有此神奇的功能呢？这是由于芳纶纤维的独特结构决定的。芳纶纤维的学名为芳香族聚酰胺纤维（Aramid），我国定名为芳纶纤维，与锦纶一样同属于聚酰胺类纤维，不同的是芳纶纤维中连接酰胺基的是芳香环或芳香环的衍生物，因此可分为全芳香族聚酰胺纤维和杂环芳香族聚酰胺纤维两大类。全芳香族聚酰胺纤维中已经工业化的产品主要是对位芳纶和间位芳纶。其中，间位芳纶的耐高温性能和阻燃性能好，被广泛地应用于阻燃和防火领域；对位芳纶具有强度高、韧性好的特点，被广泛应用于防刺防弹材料。

间位芳纶即聚间苯二甲酰间苯二胺（PMIA），我国称之为芳纶1313，诞生于20世纪60年代，由美国杜邦公司研发成功，商品名为Kevlar。间位芳纶纤维的大分子呈锯齿状排列，分子链的键离解能高，使得间位芳纶的分解温度可以达到450℃，耐高温性能好。可在220℃的高温下长期使用，短时间暴露在300℃高温下也不会收缩、熔融，在400℃时开始碳化。间位芳纶的极限氧指数达到27～30，为阻燃纤维，燃烧时不会熔化、滴落。间位芳纶具有良好的耐热性、超强的阻燃性、良好的电绝缘性、力学特性、稳定的化学性能，作为基础材料广泛应用于航空航天、国防军事、电子、通信等高科技产业领域。

间位芳纶通常被制成各种阻燃隔热防护服，有较好的织物热湿舒适性。该服装在遇火时外层纤维会迅速碳化，不熔滴，形成隔热层，保护人体免受高温伤害，快速逃生。与对位芳纶和导电纤维混用时，可以有效地防止面料的高温爆裂，防止电弧和烈焰的危害。间位芳纶制备的消防服、飞行服、防化服、防电弧服、车手服等特种防护服装，如图1-50所示，被广泛地应用在消防、航空航天、石化、冶金和赛车等领域，用于容易发生闪燃、闪爆、电弧、金属飞溅、化学品喷溅等工作环境下的防护。在高温烟气过滤领域，间位芳纶被用于生产高温过滤毡和过滤袋，用于工业烟气除尘。在家用纺织品领域，间位芳纶织物、地毯、隔板、墙纸应用于公共建筑、交通工具及家庭防火装饰。

对位芳纶即聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA），国内称之为芳纶1414，由美国杜邦公司于1971研制成功，商品名为Kevlar。对位芳纶的大分子主链为线性长分子结构，呈现一种刚性结构，决定了纤维的高强度。大分子链通过氢键形成交联网状结构，排列规整性较好，沿着轴向高度取向，纤维的结晶度高，实现了高模量。对位芳纶纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、质量轻等优良性能，纤维的比强度是钢的5 ～ 6倍，模量是钢丝和玻璃纤维的2 ～ 3倍，韧性是钢丝的2倍，而密度为1.44 g/mm ³ ，仅为钢丝的1/5左右。优异的力学性能，使得对位芳纶广泛地应用于安全防护、防弹，橡胶制品增强，高强度缆绳等领域。芳纶织物可以制成防弹背心、防爆毯，与树脂复合制成防弹板、头盔、装甲防爆内衬垫。在工业上作为防护服装，防止各种切割、摩擦、穿刺、高温和火焰带来的伤害。对位芳纶纤维在国防、航空航天、汽车减重、新能源开发等各方面具有不可替代的作用。 x/kUPMB9CVbALmvdWxY6+8//D0GZKUSwNokxGB6waoN9RE9O7JRfz/Q2JTWYprZ3