芳綸纖維及其復(fù)合材料—國(guó)防軍工領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料

• 薛圳揚(yáng) 2023年6月26日 來源：中研網(wǎng) 448 23
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軍事防護(hù)領(lǐng)域：鑒于優(yōu)異的抗沖擊特性，芳綸纖維被廣泛用于制造防彈背心和坦克裝甲材料的軍事用途。

芳綸纖維全稱為“芳香族聚酰胺纖維”，具有超高強(qiáng)度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能，芳綸纖維于1960s由美國(guó)杜邦公司（商品名為Kevlar）研發(fā)成功并商業(yè)化，因此在碳纖維出現(xiàn)之前，芳綸纖維一直占據(jù)著高性能纖維市場(chǎng)。與碳纖維一樣，芳綸纖維并不會(huì)直接作為最終產(chǎn)品，至少要做成織物或相應(yīng)的復(fù)合材料才能使用。

根據(jù)中研普華研究院撰寫的《2023-2028年中國(guó)復(fù)合裝甲行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示：

1、芳綸纖維及其復(fù)材的應(yīng)用領(lǐng)域

芳綸纖維具有特殊的性能，包括優(yōu)異的抗沖擊和耐磨性、耐高溫性以及低重量等。由于這些特性，這種材料經(jīng)常用于陸軍、空軍、水上運(yùn)動(dòng)和汽車運(yùn)動(dòng)，以及輪胎、服裝和防護(hù)手套的制造和許多其他用途。

圖表：芳綸纖維及其復(fù)材應(yīng)用領(lǐng)域

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資料來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

航空航天領(lǐng)域：在航空航天方面，芳綸由于質(zhì)量輕而強(qiáng)度高，作為結(jié)構(gòu)材料可節(jié)省了大量的動(dòng)力燃料，比如常用作蜂巢結(jié)構(gòu)材料，采用環(huán)氧樹脂浸漬芳綸布形成芳綸預(yù)浸料，并直接與蜂窩或泡沫結(jié)構(gòu)相黏結(jié)制備的多層蜂巢結(jié)構(gòu)的板材，由于具有突出的耐沖擊、質(zhì)量輕、優(yōu)良的透電磁波性等特性，可以適用于制作導(dǎo)彈、飛機(jī)上的寬頻透波材料和可以承受沖擊力量的結(jié)構(gòu)部件，例如整流罩、機(jī)艙內(nèi)襯板等高性能夾層結(jié)構(gòu)。

軍事防護(hù)領(lǐng)域：鑒于優(yōu)異的抗沖擊特性，芳綸纖維被廣泛用于制造防彈背心和坦克裝甲材料的軍事用途。防彈背心通常是由幾十層芳綸組成的材料制成，并在兩層之間包括一個(gè)陶瓷板。一些裝甲車（如美國(guó)M1坦克）所用的防護(hù)罩是由鋼-芳綸-鋼材料制成的，可以抵抗直徑達(dá)700mm的反坦克導(dǎo)彈。此外，除了保護(hù)坦克本身外，鋼-芳綸-鋼護(hù)盾還通過吸收穿透導(dǎo)彈產(chǎn)生的動(dòng)能來保護(hù)乘員。

2、分類

按照結(jié)構(gòu)分類，芳綸可分為對(duì)位芳綸、間位芳綸和鄰位芳綸；按照聚合單體種類，芳綸可分為芳綸I型、芳綸II型、芳綸III型和雜環(huán)芳綸。芳綸中最具實(shí)用價(jià)值的品種分別為分子鏈呈鋸齒狀的間位芳綸1313、分子鏈呈直線狀的對(duì)位芳綸1414。

我國(guó)把對(duì)位芳綸及纖維列入我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的新材料之一，國(guó)務(wù)院、國(guó)家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部多次將對(duì)位芳綸列入重點(diǎn)關(guān)鍵新材料發(fā)展名單。

間位芳綸（芳綸1313）是一種柔軟潔白、纖細(xì)蓬松、富有光澤的纖維，化學(xué)名為聚間苯二甲酰間苯二胺，間位芳綸屬難燃纖維，在空氣中不會(huì)自燃或融化，離開火焰后會(huì)自熄。纖維遇高溫時(shí)，會(huì)迅速膨脹碳化，形成隔熱層，能阻擋熱量的傳遞，起到有效的保護(hù)作用。間位芳綸對(duì)日光的穩(wěn)定性較差，難以染色。純間位芳綸制成的芳綸紙具有高強(qiáng)度、低變形、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、阻燃和優(yōu)良的電絕緣性能，廣泛應(yīng)用于國(guó)防、航空航天、高速列車和電工絕緣等領(lǐng)域，是一種關(guān)系國(guó)家安全的高科技新材料。

對(duì)位芳綸（芳綸1414））呈金黃色，貌似閃亮的金屬絲線，化學(xué)名為聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺，在芳綸1313基礎(chǔ)上，美國(guó)DuPont公司成功研制出芳綸1414，芳綸1414具有比芳綸1313更好的綜合性能，它的出現(xiàn)被認(rèn)為是材料界發(fā)展的一個(gè)重要里程碑?？蓱?yīng)用于航空航天工業(yè)中用于制造導(dǎo)彈的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體和用于制作大型飛機(jī)的二次結(jié)構(gòu)材料（如機(jī)艙門、窗、機(jī)翼有關(guān)部件等）、國(guó)防工業(yè)中的防彈衣、防彈頭盔、防刺防割服、排爆服、高彈度降落傘、防彈車體、裝甲板等。

3、現(xiàn)狀分析

我國(guó)由于起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在著很大的差距，目前芳綸纖維的使用大部分還依賴于進(jìn)口，尤其是對(duì)位芳綸，技術(shù)難度和性能指標(biāo)遠(yuǎn)高于間位芳綸。但隨著我國(guó)對(duì)芳綸纖維的重視和投入，部分國(guó)產(chǎn)廠商在芳綸纖維市場(chǎng)也占有一席之地。如泰和新材已實(shí)現(xiàn)了芳綸纖維的商業(yè)化生產(chǎn)，在國(guó)內(nèi)芳綸纖維的產(chǎn)業(yè)化中走在前列，年產(chǎn)量逐年提升。

芳綸纖維具有優(yōu)異的阻燃耐高溫和高強(qiáng)高模特性，一直是國(guó)防軍工領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，主要用于軍警作戰(zhàn)服、蜂窩結(jié)構(gòu)材料，防彈衣、防彈裝甲等。芳綸纖維產(chǎn)品主要有間位芳綸和對(duì)位芳綸兩種，國(guó)內(nèi)對(duì)位芳綸國(guó)產(chǎn)自給率僅有23%，存在巨大的替代空間，而間位芳綸，我國(guó)雖然產(chǎn)能充足，但從產(chǎn)品形態(tài)來看都是低端的工業(yè)過濾材料，急需向高端發(fā)展。目前從全球競(jìng)爭(zhēng)來看，行業(yè)基本被國(guó)外巨頭所壟斷，但國(guó)內(nèi)廠商經(jīng)過自主發(fā)展，目前已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，未來有望在國(guó)際舞臺(tái)上進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。

欲了解更多行業(yè)的市場(chǎng)數(shù)據(jù)及未來行業(yè)投資前景，請(qǐng)點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報(bào)告《2023-2028年中國(guó)復(fù)合裝甲行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》。

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