
芳纶纤维的应用主要集中在其高强度、高模量、耐高温等特性上。由于芳纶纤维的优异性能,一度被称为“通用纤维”,其纤维及其制品得到了广泛的应用。
1、航空领域
芳纶纤维密度低、强度高、耐腐蚀性好,可用于制造导弹的火箭发动机壳体,飞机、航天器的机身、主翼、尾翼等宽带透波材料,以及能承受冲击力的结构部件。用环氧树脂浸渍芳纶布形成芳纶预浸料,直接与蜂窝或泡沫结构粘接而成的多层蜂窝结构板,具有突出的抗冲击性能和电磁波透过性。由芳纶纤维、薄铝板和环氧无纬布热压而成的超混合复合材料层压板具有极高的比模量和强度,疲劳寿命是铝合金板的100-1000倍,可用于飞机机身等部件。由芳族聚酰胺纤维制成的树脂基增强复合材料在应用于飞机物体时可以大大减轻飞机的总重量。
2、军事领域
随着化学、核等新式军用武器的发展,对军用防护服的性能有更多新的要求: 耐用、轻便、防弹、阻燃以及良好的环境适应性和伪装性等。用芳纶纤维制成的防弹背心和防弹头盔可以取代老式尼龙背心和罐性钢盔,在防弹背心和头盔中加入适量芳纶,不仅可使其体积小、质量轻,而且防弹效能可提高40%。高档防弹芳纶无纬布与高性能聚乙烯薄膜制成的软质防弹背心,比超高分子量聚乙烯纤维具有更好的防弹性能和耐热性。
芳纶纤维也可与其他材料( 如金属、陶瓷等) 复合,制成各种高强度、耐冲击的防爆罐、防弹盾牌和防弹装甲板等。此外,将芳纶纤维织物黏结在结构物的内壁,可有效吸收爆炸波,防止弹片对人体的伤害。
3、建筑领域
芳纶纤维织物的延展性好于碳纤维,材料自身重量轻、自由度灵活,是一种理想的建筑工程加固材料,尤其是在加固不规则形状的构件时,由于其柔软度好,在加固棱角时不必做倒角。将芳纶编织成钢筋状,可作为大型建筑物的水泥增强骨架,除了具有高强、质轻的优点外,还可耐腐蚀,可同时起到较好的抗剪切作用。
4、交通领域
由于芳纶纤维密度小,可耐高、低温,并对橡胶有良好的粘附性,可作为汽车或飞机的轮胎帘子线。由芳纶纤维制成的轮胎,重量轻、轮胎薄、滚动阻力低、轮胎承载力高,还有很好的耐磨性、耐切割性及耐刺穿性,且轮胎使用过程中接地压力重心移动小,转向性能好,热量容易发散,不易变形,提高了汽车的乘坐舒适性,延长了轮胎的使用寿命,并可满足现代超音速飞机对轮胎的使用要求。
5、电子电气领域
芳纶纤维具有较高的强度、模量和较低的介电系数、良好的电磁波透过率,在相同刚度的条件下,与玻璃纤维复合材料相比,芳纶复合材料天线罩的厚度可减少30% ,透过率可提高10% 。芳纶纤维与环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂等制成的层压板的线膨胀系数与陶瓷材料的线膨胀系数匹配良好,且层压板在热膨胀和冷收缩作用下不会产生裂纹,可用于表面安装技术中制作特殊的印制电路板,有利于电子设备的小型化和轻量化。
芳纶纤维强度高、耐高温,可以作为光纤中的“受拉构件”,可以保护细小脆弱的光纤在受拉时不伸长变形,不会影响光的传输。芳纶纤维和碳纤维的复合产品具有良好的可加工性、半导性和耐高温性,主要用于制作高压器件中降低电场的材料。芳纶纸经绝缘漆浸渍后,绝缘性能良好,可与天然云母片配合用作耐热电机的绝缘材料。
6、其他领域
芳纶纤维进行分子结构中含有需要大量存在苯环,化学药物稳定性好,耐腐蚀,比强度高,轻而坚牢,可用于生产制造海轮用和石油深井用缆绳。利用芳纶纤维具有耐高温、耐疲劳等特性,以制作一个档次要求较高的球拍、钓鱼竿、雪橇、滑雪板、滑雪杆、弓箭、赛艇、高尔夫球杆等,还可通过用于设计制作以及运动发展条件比较苛刻的登山鞋靴、拳击手套、赛车头盔、赛车车体等。由于石棉对人体造成呼吸道有严重社会危害,可由芳纶替代石棉制成可以增强中国橡胶密封板等密封件,用于我国汽车系统制动器的衬垫和衬圈。