对位芳纶（芳纶１４１４）、凯夫拉纤维（Kevlar）的性能和用途

对位取代芳香族聚酰胺（聚对苯二甲酰对苯二胺ＰＰＴＡ），简称其为对位芳纶或芳纶１４１４。
% X2 {) J& B" G- \( A' ~# P它具有超刚硬分子链、超高相对分子质量，是问世最早的高性能纤维，其后又不断根据性能要求特点，美国杜邦公司开发生产出了Ｋｅｖｌａｒ２９、Ｋｅｖｌａｒ４９、Ｋｅｖｌａｒ１１９、Ｋｅｖｌａｒ１２９、Ｋｅｖｌａｒ１４９等不同规格产品。对位芳纶分子式如下。

１．对位芳纶的性能
（１）力学性能：对位芳纶具有较高的断裂比强度和比模量，另外，它的强伸性能对于温度是不敏感的，一直到玻璃化温度以上。对位芳纶长丝的断裂强度为１５．９～２３．８ｃＮ／ｄｔｅｘ，断裂伸长率为１．５％ ～４．４％，比模量为３７９．５～９７０．９ｃＮ／ｄｔｅｘ。
% d8 z6 Z' D/ c8 l" b& E对位芳纶的压缩性能完全不同于它的拉伸性能，它在轴向和径向具有较低的压缩性能，这主要是由于它的高结晶和高取向。
  P, F' s4 U: z. s  A# `对位芳纶具有较低的剪切性能，这是由于它具有较高的各项异性。对位芳纶的剪切性能远远低于拉伸性能和压缩性能。对位芳纶的切变模量虽然低于拉伸和压缩模量，但远远高于一般纤维的切变模量。
由于对位芳纶较低的横向结合力，因此它具有较低的耐磨性能，当纤维之间摩擦或与金属表面摩擦时易原纤化，以致形成断裂。为了保护其表面，大部分Ｋｅｖｌａｒ制品需使用上油剂，增加耐磨性。

（２）热性能：对位芳纶比一般纤维具有良好的散热和绝热性能。如Ｋｅｖｌａｒ４９室温时比热容为１．７×１０３Ｊ／（ｋｇ·Ｋ），且随着温度增加而增加，而Ｔｅｃｈｎｏｒａ的比热容为１．１×１０３Ｊ／（ｋｇ·Ｋ）。
Ｋｅｖｌａｒ的导热系数为０．５２Ｊ／（ｍ２·Ｋ）。Ｋｅｖｌａｒ２９的织物与相同厚度的玻璃纤维布、石棉布具有相同的热绝缘性能，但在相同质量下，对位芳纶比玻璃纤维和石棉纤维具有更好的热绝缘性能。
' e8 a0 D9 P* M5 r1 I（３）其他性能：对位芳纶纤维的平均分子量为２００００，聚合度为８４，分子长度为１０８ｎｍ。大部分纤维的截面为圆形，直径为１２μｍ，密度为１．４３～１．４４ｇ／ｃｍ３，比锦纶、聚酯纤维大，比碳纤维、玻璃纤维和钢丝小，质量较轻。
对位芳纶的标准回潮率为３．９％～４．５％。对位芳纶是有光泽的、黄色的，当加热到４５０℃以上，对位芳纶逐渐变焦和变脆。对位芳纶的颜色是因为在对位取代链中通过酰胺键和氨基氧化形成了共轭结构，具有扭曲的或螺旋线构象的纤维，共轭较低，颜色较淡。

２．对位芳纶的用途　
对位芳纶的用途极为广泛，在轮胎帘子线方面，用其制作的帘子线特别适合于载重汽车和飞机的轮胎；在复合材料方面是极为理想的纤维增强材料，主要用于飞机、宇航器的结构材料和火箭发动机壳体材料；在防弹制品（头盔、防弹背心等）方面，其制成品防弹性能优良；另外在绳索、防割手套和体育用品方面也起着重要的作用。