芳綸纖維誕生于20世紀60年代末，最初作為宇宙開發(fā)材料和重要的戰(zhàn)略物資而秘不示人，平添了許多神秘色彩。冷戰(zhàn)結(jié)束后，芳綸作為高技術(shù)含量的纖維材料大量用于民用領(lǐng)域，才逐漸露出廬山真顏。

芳綸的全稱是“芳香族聚酰胺纖維”（英文名Aramid fibers），是一類新型的特種用途合成材料。因為構(gòu)成纖維的高聚物長鏈分子中含有酰胺基，所以與錦綸一樣，同屬于聚酰胺類纖維。但不同的是，構(gòu)成錦綸的高聚物大分子中連接酰胺基的是脂肪鏈，而芳香族聚酰胺纖維中連接酰胺基的是芳香環(huán)或芳香環(huán)的衍生物，所以把這類纖維統(tǒng)稱為芳香族聚酰胺纖維，簡稱芳綸。

由于芳香基取代了脂肪基，分子鏈的柔性減小而剛性增強，反映在纖維性能方面，其耐熱性和初始模量都顯著增大，所以芳香族聚酰胺纖維是目前有機耐高溫纖維中的主要類別。其中最具實用價值的品種有兩個，一是分子鏈排列呈鋸齒狀的間位芳綸纖維，我國命之為芳綸1313；一是分子鏈排列呈直線狀的對位芳綸纖維，我國命之為芳綸1414。兩者化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，但性能差異卻很大，應(yīng)用領(lǐng)域各有不同：芳綸1313以其出色的耐高溫絕緣性，成為高品質(zhì)功能性纖維，而芳綸1414極好的金屬特性使之在高性能纖維中占據(jù)著重要核心地位。

1 防火纖維—芳綸1313

芳綸1313最早由美國杜邦公司研制成功，并于1967年實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品注冊為Nomex®(諾美克斯)。這是一種柔軟潔白、纖細蓬松、富有光澤的纖維，外觀與普通化纖并無二致，卻集眾長于一身擁有超乎尋常的“特異功能”：

持久的熱穩(wěn)定性。芳綸1313最突出的特點就是耐高溫性能好，可在220℃高溫下長期使用而不老化，其電氣性能與機械性能的有效性可保持10年之久，而且尺寸穩(wěn)定性極佳，在250℃左右的熱收縮率僅為1%，短時間暴露于300℃高溫中也不會收縮、脆化、軟化或者融熔，只在370℃以上的強溫下才開始分解，400℃左右開始碳化，如此高的熱穩(wěn)定性在目前有機耐溫纖維中是絕無僅有的。

驕人的阻燃性。我們知道，材料在空氣中燃燒所需氧氣體積的百分比叫做極限氧指數(shù)，極限氧指數(shù)越大，其阻燃性能就越好。通常空氣中氧氣含量為21%而芳綸1313的極限氧指數(shù)大于28%，屬于難燃纖維，所以不會在空氣中燃燒，也不助燃，有自熄性。這種源于本身分子結(jié)構(gòu)的固有特性使芳綸1313永久阻燃，因此有“防火纖維”之美稱。

極佳的電絕緣性。芳綸1313介電常數(shù)很低，固有的介電強度使其在高溫、低溫、高濕條件下均能保持優(yōu)良的電絕緣性，用其制備的絕緣紙耐擊穿電壓可達到10萬伏/㎜，是全球公認的最佳絕緣材料。

杰出的化學(xué)穩(wěn)定性。芳綸1313是由酰胺鍵連接芳基所構(gòu)成的線型大分子，其晶體中，氫鍵在兩個平面內(nèi)排列成三維結(jié)構(gòu)，這種較強的氫鍵作用使得其化學(xué)結(jié)構(gòu)異常穩(wěn)定，可耐大多高濃無機酸及其它化學(xué)品的腐蝕、抗水解作用和蒸汽腐蝕。

優(yōu)良的機械特性。芳綸1313系柔性高分子材料，低剛度高伸長特性使之具備與普通纖維相同的可紡性，可用常規(guī)紡機加工成各種織物或無紡布，而且耐磨抗撕裂，適用范圍十分廣泛。

超強的耐輻射性。芳綸1313耐α、β、χ射線以及紫外光線輻射的性能十分優(yōu)異。用50Kv的χ射線輻射100小時，其纖維強度保持原來的73%，而此時的滌綸或錦綸早已成了粉末。獨特而穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)賦予芳綸1313優(yōu)異的性能，通過對這些特性加以綜合利用，一系列新功能、新產(chǎn)品不斷地開發(fā)出來，適用領(lǐng)域越來越廣，普及程度越來越高。

特種防護服。芳綸1313織物遇火時不燃燒、不滴熔、不發(fā)煙，具有優(yōu)異的防火效果。尤其在突遇900-1500℃的高溫時，布面會迅速碳化及增厚，形成特有的絕熱屏障，保護穿著者逃生。若加入少量抗靜電纖維或芳綸1414，可有效防止布料爆裂，避免雷弧、電弧、靜電、烈焰等危害。用芳綸1313有色纖維可制作飛行服、防化作戰(zhàn)服、消防戰(zhàn)斗服及爐前工作服、電焊工作服、均壓服、防輻射工作服、化學(xué)防護服、高壓屏蔽服等各種特殊防護服裝，用于航空、航天、軍服、消防、石化、電氣、燃氣、冶金、賽車等諸多領(lǐng)域。除此之外，在發(fā)達國家，芳綸織物還普遍用作賓館紡織品、救生通道、家用防火裝飾品、熨衣板覆面、廚房手套以及保護老人兒童的難燃睡衣等。

高溫過濾材料。芳綸1313的耐高溫性、尺寸穩(wěn)定性以及耐化學(xué)性，使其在高溫濾材領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。芳綸濾材廣泛用于化工廠、火電廠、碳黑廠、水泥廠、石灰廠、煉焦廠、冶煉廠、瀝青廠、噴漆廠以及電弧爐、油鍋爐、焚化爐的高溫?zé)煹篮蜔峥諝膺^濾，既能有效除塵，又能抵抗有害煙霧的化學(xué)侵蝕，同時有助于貴重金屬的回收。

蜂巢結(jié)構(gòu)材料。用芳綸1313結(jié)構(gòu)材料紙可制作仿生型多層蜂巢結(jié)構(gòu)板材，具有突出的強度/重量比和剛性/重量比（約為鋼材的9倍），其質(zhì)量輕、耐沖擊、抗燃絕緣、耐腐蝕耐老化以及良好的透電磁波性等特點，適于制作飛機、導(dǎo)彈及衛(wèi)星上的寬頻透波材料和大剛性次受力結(jié)構(gòu)部件（如機翼、整流罩、機艙內(nèi)襯板、艙門、地板、貨艙和隔墻等），也適合于制作游艇、賽艇、高速列車及其它高性能要求的夾層結(jié)構(gòu)。

2 防彈纖維—芳綸1414

幾乎與芳綸1313的發(fā)明同步，杜邦公司在上世紀六十年代末研制出另一種高性能合成纖維—芳綸1414，其商品于1972年首次問世，定名為Kevlar®(凱芙拉)。

芳綸1414外觀呈金黃色，貌似閃亮的金屬絲線，實際上是由剛性長分子構(gòu)成的液晶態(tài)聚合物。由于其分子鏈沿長度方向高度取向，并且具有極強的鏈間結(jié)合力，從而賦予纖維空前的高強度、高模量和耐高溫特性。

芳綸1414的發(fā)現(xiàn)被認為是材料界發(fā)展的一個的重要里程碑。芳綸1414有極高的強度，大于28克/旦，是優(yōu)質(zhì)鋼材的5～6倍，模量是鋼材或玻璃纖維的2～3倍，韌性是鋼材的2倍，而重量僅為鋼材的1/5。（芳綸1414的強韌性也使其裁切與加工異常困難，需要昂貴的專用工具）。

芳綸1414的連續(xù)使用溫度范圍極寬，在-196℃至204℃范圍內(nèi)可長期正常運行。在150℃下的收縮率為0，在560℃的高溫下不分解不熔化，耐熱性更勝芳綸1313一籌，且具有良好的絕緣性和抗腐蝕性，生命周期很長，因而贏得“合成鋼絲”的美譽。

芳綸1414首先被應(yīng)用于國防軍工等尖端領(lǐng)域。為適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭及反恐的需要，美、俄、英、德、法、以色列、意大利等許多國家軍警的防彈衣、防彈頭盔、防刺防割服、排爆服、高強度降落傘、防彈車體、裝甲板等均大量采用了芳綸1414。在防彈衣中，由于芳綸纖維強度高，韌性和編織性好，能將子彈沖擊的能量吸收并分散轉(zhuǎn)移到編織物的其它纖維中去，避免造成“鈍傷”，因而防護效果顯著。芳綸防彈衣、頭盔的輕量化，有效地提高了軍隊的快速反映能力和防護能力。

現(xiàn)在，除了軍事領(lǐng)域外，芳綸1414已作為一種高技術(shù)含量的纖維材料被廣泛應(yīng)用于航天航空、機電、建筑、汽車、海洋水產(chǎn)、體育用品等國民經(jīng)濟各個方面。

在航空航天方面，芳綸纖維樹脂基增強復(fù)合材料用作宇航、火箭和飛機的結(jié)構(gòu)材料，可減輕重量，增加有效負荷，節(jié)省大量動力燃料。如波音飛機的殼體、內(nèi)部裝飾件和座椅等成功地運用了芳綸1414材料，重量減輕了30%。

由于芳綸1414比重小，強度高，耐熱性好，并且對橡膠有良好的粘附性，所以成為最理想的簾子線纖維。芳綸簾子線可使輪胎降低層薄，減輕重量，容易散熱，減小形變，減輕滾動阻力，提升高速運轉(zhuǎn)性能，使輪胎的使用壽命相應(yīng)延長，而且耐刺扎性能大大提高，其強韌的特性使得輪胎漏氣后還能行駛到修車廠而不會傷及輪胎側(cè)面。芳綸1414特別適合作高速行駛或超重負載的汽車和飛機強化型輪胎簾子線使用，具有很大發(fā)展前途。目前世界幾大輪胎巨頭米其林、固特異、倍耐力等公司都已采用芳綸1414作為輪胎簾子線，大量用于高級轎車領(lǐng)域。

在土木結(jié)構(gòu)工程上，由于芳綸1414具有輕質(zhì)高強、高彈模、耐腐蝕、不導(dǎo)電和抗沖擊等性能，可用于對橋梁、柱體、地鐵、煙囪、水塔、隧道及電氣化鐵路、海港碼頭進行維修、補強，特別適合對混凝土結(jié)構(gòu)的加固與修復(fù)。

除此之外，芳綸1414還可在充氣膠皮制品（如充氣救生筏、充氣舟橋等）、耐腐蝕容器、輕型油罐及大口徑原油排吸管中作骨架材料；用于制作耐高溫、耐切割防護手套；利用其自潤滑性、耐熱性和韌性，可代替有致癌物質(zhì)的石棉制造隔熱防護屏、防護衣及密封材料；還可替代石棉和玻璃纖維來補強樹脂，用作耐摩擦、絕熱和電絕緣材料；制作艦船繩纜，海底電纜、雷達浮標系統(tǒng)和光導(dǎo)纖維增強繩纜；制造高強度低重量的運動器材，如滑雪板、劃艇和皮艇等等。總之，凡要求高強度、耐拉伸、抗撕裂、防穿刺及耐高溫的場合，都是芳綸1414大顯身手的領(lǐng)域，具有不可替代的優(yōu)越性。