芳綸是一種新型高科技合成纖維,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。它的發(fā)現(xiàn)在材料界號(hào)稱具有“跨時(shí)代”的意義。它實(shí)際上是對(duì)苯二胺與對(duì)苯二甲酰氯縮合聚合而成的全對(duì)位聚芳酰胺,在我國(guó)普遍簡(jiǎn)稱其為芳綸纖維。
芳綸纖維是強(qiáng)度最高的合成纖維,它具有耐化學(xué)腐蝕性、高絕緣性、極高的抗拉強(qiáng)度和起始彈性模量等特性。目前主要用于制造輪胎簾子線、橡膠補(bǔ)強(qiáng)材料、特種繩索和避彈衣等工業(yè)織物以及航空航天、國(guó)防軍事等高科技領(lǐng)域。
芳綸纖維市場(chǎng),眼前景好詩(shī)難勝
自從上個(gè)世紀(jì)六十年代芳綸被發(fā)現(xiàn)以來(lái),已經(jīng)有多種芳綸纖維陸續(xù)問(wèn)世。目前,學(xué)術(shù)界普遍根據(jù)其結(jié)構(gòu)將芳綸纖維分為對(duì)位芳綸、間位芳綸以及鄰位芳綸三種。其中,美國(guó)杜邦公司走在了芳綸纖維行業(yè)的最前面。它們不但首先研制成功了芳綸纖維,并率先進(jìn)行了工業(yè)化開(kāi)發(fā)。即便到了幾十年后的今天,杜邦公司的芳綸纖維無(wú)論在新產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)規(guī)摸上,還是在市場(chǎng)占有率上都仍然處于世界一流水平。
我國(guó)對(duì)于芳綸纖維的研制較之歐美發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)起步非常晚,并且一些工程化方面的關(guān)鍵技術(shù)很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有取得突破。同時(shí)由于世界上很多國(guó)家一直把芳綸纖維作為戰(zhàn)略物資進(jìn)行管制,所以相關(guān)技術(shù)也從不對(duì)外透露或者轉(zhuǎn)讓,實(shí)行封鎖壟斷的政策。各種因素疊加就造成了我國(guó)芳綸纖維行業(yè)的技術(shù)水平、產(chǎn)品檔次及生產(chǎn)能力都與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家存在著一定的差距。其中最突出的問(wèn)題就是我國(guó)的溶劑尚不能過(guò)關(guān),導(dǎo)致大部分原材料不得不需要進(jìn)口解決。
值得慶幸的是,正是因?yàn)槲覈?guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中各個(gè)方面都需要大量的芳綸及其復(fù)合材料。所以,國(guó)家將芳綸復(fù)合材料的發(fā)展列為了我國(guó)特種纖維領(lǐng)域“十二五”發(fā)展的重點(diǎn)之一。與此同時(shí),我國(guó)芳綸纖維各方又捷豹頻傳。首先是有關(guān)科研機(jī)構(gòu)在對(duì)位芳綸關(guān)鍵工程化技術(shù)方面獲得突破,終于使國(guó)外對(duì)這一產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)達(dá)40年的壟斷成為歷史。
另外,2011年6月13日,我國(guó)最大的特種纖維生產(chǎn)基地?zé)熍_(tái)某公司宣布,該公司承擔(dān)的國(guó)家“863”計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目––年產(chǎn)1000噸對(duì)位芳綸產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目成功投產(chǎn),產(chǎn)品已經(jīng)正式上市。據(jù)了解,目前我國(guó)還有多條正在建設(shè)的千噸級(jí)及以上規(guī)模對(duì)位芳綸生產(chǎn)線。
相對(duì)于對(duì)位芳綸的國(guó)產(chǎn)化量產(chǎn)來(lái)說(shuō),間位芳綸目前在國(guó)內(nèi)高科技領(lǐng)域的應(yīng)用也呈現(xiàn)出大幅度的增長(zhǎng)。間位芳綸纖維及其復(fù)合材料由于其強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕、阻燃絕緣等特性主要用于航空航天以及高速鐵路等高端項(xiàng)目中。比如,我國(guó)自主研發(fā)的高速列車(chē)就應(yīng)用了芳綸紙蜂窩作為高速列車(chē)的夾層結(jié)構(gòu)材料。其好處不但降低了列車(chē)本身的重量,使高速列車(chē)的節(jié)能作用非常明顯,同時(shí)更是大大降低了其產(chǎn)生的噪聲。目前,隨著國(guó)家決定大力發(fā)展高鐵、大飛機(jī)項(xiàng)目以及航天工程等高精尖領(lǐng)域的同時(shí),讓間位芳綸纖維復(fù)合材料也迎來(lái)了歷史性發(fā)展機(jī)遇。
芳綸纖維在民用方面的用途則更為寬廣,已經(jīng)與我們的日常生產(chǎn)生活融為了一體。其中芳綸漿粕纖維作為石棉的替代品應(yīng)用得最為廣泛。眾所周知,石棉及其制品目前已經(jīng)被公認(rèn)為是一種強(qiáng)致癌物質(zhì)。隨著世界各國(guó)抵制石棉的環(huán)保運(yùn)到不斷深入,諸如歐美等一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始禁止使用石棉及其制品。
然而,我們生活中又離不開(kāi)以石棉為代表的輔助增強(qiáng)材料。此時(shí),通過(guò)對(duì)芳綸纖維進(jìn)行表面原纖化處理之后便得到的芳綸漿粕纖維以其優(yōu)于石棉的特性,特別是人體健康和環(huán)境無(wú)毒無(wú)害的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)仁不讓的開(kāi)始逐步取代石棉。其中最著名的就是芳綸1414漿粕纖維,也叫“六方特種纖維”。每天當(dāng)你駕駛著汽車(chē)奔波在上下班的途中時(shí),可曾想到芳綸漿粕纖維可能正默默無(wú)聞的在你的輪胎、離合器、膠管中增強(qiáng)著它們的強(qiáng)度以及耐摩擦性。實(shí)際上,芳綸漿粕纖維在我們生活中幾乎無(wú)處不在。從網(wǎng)絡(luò)傳輸用的光纖外皮到部分鞋子的橡膠類鞋底都加入了芳綸漿粕纖維。
另外,據(jù)了解間位芳綸是一種柔性高分子,斷裂強(qiáng)度高于普通滌綸、棉、尼龍等,伸長(zhǎng)率較大,手感柔軟,可紡性好,可生產(chǎn)成不同纖度、長(zhǎng)度的短纖維和長(zhǎng)絲。更方便的是在一般紡織機(jī)械上,芳綸都可以制成不同紗支織成面料、無(wú)紡布,經(jīng)過(guò)后整理均能滿足不同領(lǐng)域的防護(hù)服裝的要求。也就是說(shuō),下游企業(yè)無(wú)需另外添置設(shè)備就可以進(jìn)行芳綸纖維的生產(chǎn)加工。
綜合來(lái)看,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng),各行各業(yè)對(duì)于芳綸纖維的需求必然越來(lái)越大。雖然目前國(guó)內(nèi)芳綸纖維的產(chǎn)能正在擴(kuò)大,但由于起步較晚,基數(shù)相對(duì)也較小。所以,我國(guó)芳綸纖維的潛在市場(chǎng)是巨大的,這也給芳綸纖維行業(yè)的快速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
芳綸纖維應(yīng)用,蓮葉出水大如錢(qián)
芳綸纖維的強(qiáng)度是鋼絲的5倍以上,韌性是鋼絲的2倍而其重量卻只有鋼絲的五分之一。這些特性就決定了芳綸纖維在防護(hù)領(lǐng)域特別是個(gè)體防護(hù)領(lǐng)域能夠被廣泛的采用。實(shí)際上,對(duì)位芳綸纖維是重要的國(guó)防軍工材料,為了適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的需要,目前美、英等發(fā)達(dá)國(guó)家的防彈衣均為芳綸材質(zhì)。芳綸防彈衣、頭盔的輕量化,有效提高了軍警的快速反應(yīng)能力和殺傷力。
我國(guó)個(gè)人防護(hù)產(chǎn)品中,芳綸纖維也開(kāi)始被廣泛使用。其中專用的消防員防護(hù)服、警察作訓(xùn)服以及警用輕質(zhì)防彈、防刺衣等都已經(jīng)使用了芳綸纖維。廣大人民群眾現(xiàn)在經(jīng)常能在電視中看到各種反恐防暴演戲的畫(huà)面中,一隊(duì)隊(duì)特警隊(duì)員英姿颯爽的沖向目標(biāo)殲滅敵人。他們身著最外層的黑色馬甲就是芳綸纖維防彈衣。
芳綸纖維防彈衣的最大優(yōu)點(diǎn)就是其重量輕,穿著方便并且易于染色。重量輕,不但易于攜帶更在行動(dòng)中對(duì)個(gè)體的活動(dòng)增添了靈活性。易于染色,則能夠根據(jù)具體任務(wù)的需要制作各種顏色的防彈衣。軍警就可以更好的隱蔽自己、打擊敵人,例如制作成迷彩的防彈衣更利于叢林作戰(zhàn)。芳綸纖維防彈衣的這些特性對(duì)于警察處置突發(fā)事件,順利完成任務(wù)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是如虎添翼,多了一份成功的保障。
上個(gè)世紀(jì)九十年代中期,我國(guó)公安系統(tǒng)還全部使用的是軍用重型防彈衣。大約是在1997年的時(shí)候,記者曾經(jīng)親自試穿過(guò)這種防彈衣。這種防彈衣表面是用的尼龍類比較耐磨的紡織材料縫制,內(nèi)部縫入一塊一塊相互連接類似高強(qiáng)度塑料類的片裝物,再在其間加入填充物制作而成。穿上之后感覺(jué)十分沉重,不論是跑動(dòng)還是蹲、趴、跳躍都很不方便。由于其重量很大,攜帶運(yùn)輸也十分繁瑣。公安民警通常都是到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后,再?gòu)暮髠湎涞忍幦〕霈F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行穿著。這樣一來(lái),不但耽誤處置突發(fā)事件的時(shí)間而且還有可能貽誤戰(zhàn)機(jī),在情況緊急的時(shí)候甚至還會(huì)因此造成一線民警不必要的傷亡。
進(jìn)入新世紀(jì)之后,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,各種高科技裝備的不斷列裝。芳綸纖維防彈衣逐步取代了笨重的老式重型防彈衣,成為了我國(guó)公安系統(tǒng)的指定裝備。據(jù)了解,芳綸纖維防彈衣是用多層芳綸纖維織成的布疊合縫制而成的。這種防彈衣穿著柔軟、舒適,強(qiáng)度比鋼材還好,但其重量卻不到2公斤。與其他紡織纖維做的衣服一樣,款式、顏色都可以富于變化,并且能夠隨時(shí)穿在身上不影響日常工作。
實(shí)際上,現(xiàn)在不但是警察序列在使用芳綸纖維防彈衣。其他一些需要特殊防護(hù)的個(gè)體,如銀行押運(yùn)員、需要保護(hù)的對(duì)象以及一些富商大賈個(gè)人都在使用芳綸防彈衣。經(jīng)過(guò)有關(guān)專家的測(cè)試,用20層芳綸布疊合縫制的輕型防彈衣,可以抵抗口徑為9mm的輕型機(jī)槍的連續(xù)射擊,自然其它的一些諸如手槍、獵槍對(duì)芳綸纖維防彈衣根本就無(wú)能為力。
毋庸置疑的是,芳綸纖維是目前個(gè)人防護(hù)服裝制作時(shí)首選的,同時(shí)也是最優(yōu)異的特種纖維材料。
在民用方面,芳綸纖維的應(yīng)用也十分廣泛。相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示目前,我國(guó)芳綸纖維產(chǎn)品用于防彈衣、頭盔等約占7%,體育用材料大約占40%,輪胎骨架材料、傳送帶材料等方面大約占300%左右,還有高強(qiáng)繩索、航空航天材料等方面大約占 23%。
愛(ài)好戶外運(yùn)動(dòng),喜歡垂釣的朋友一定都有釣到大魚(yú)時(shí)魚(yú)竿被折斷或者是擔(dān)心魚(yú)竿被折斷的經(jīng)歷。重慶一位資深釣友,在一次水庫(kù)垂釣過(guò)程中因?yàn)榇篝~(yú)咬鉤加上自己技巧沒(méi)有掌握好。在和水里的魚(yú)“搏斗”了近兩小時(shí)之后,眼看已經(jīng)將這條重量約30斤的青魚(yú)拉到岸邊準(zhǔn)備起魚(yú)的時(shí)候。這條魚(yú)猛然一擺尾,往深水里一竄,這位釣友一著急也猛提魚(yú)竿。只聽(tīng)得一聲脆響,魚(yú)竿從第二節(jié)中間折斷。魚(yú)竿斷裂固然讓這位釣友心痛,但是青魚(yú)拉著半截魚(yú)竿逃跑自然也難以存活,想來(lái)也是比較悲劇的一個(gè)結(jié)果。
回到城里之后,這位釣友來(lái)到漁具店選購(gòu)合適的釣竿。在閑聊中,他把自己遭遇大魚(yú)折斷魚(yú)竿的事情告訴了店主。店主于是向他推薦了加入芳綸纖維的高級(jí)魚(yú)竿,并且承諾兩年內(nèi)如果是被魚(yú)扯斷包退包換。這位釣友在其后使用芳綸纖維魚(yú)竿時(shí)就發(fā)現(xiàn),相對(duì)于以前用的玻璃鋼魚(yú)竿來(lái)說(shuō)芳綸魚(yú)竿的柔韌性更好。即便是魚(yú)竿前哨彎曲到近90度也不存在折斷的現(xiàn)象發(fā)生。其實(shí),這都是芳綸纖維極高的抗拉強(qiáng)度和起始彈性模量所產(chǎn)生的特殊效果。
目前,國(guó)際上的各著名釣魚(yú)比賽中普遍都推薦使用加入了芳綸纖維的新型魚(yú)竿。同時(shí),在諸如高爾夫球桿、曲棍球球桿等體育用品方面芳綸纖維也正在被大面積使用。
另外,芳綸作為一種高技術(shù)含量的纖維材料還被大量應(yīng)用于航空航天方面。芳綸由于質(zhì)量輕而強(qiáng)度高,將其復(fù)合材料應(yīng)用于航天器上就減輕了重量,也就意味著節(jié)省了大量的動(dòng)力燃料。據(jù)國(guó)外資料說(shuō),在航天器的發(fā)射過(guò)程中,每減輕1公斤的重量,意味著降低100萬(wàn)美元的發(fā)射成本?梢哉f(shuō),芳綸纖維及其制品的應(yīng)用對(duì)我國(guó)的航空航天事業(yè)起到了不可磨滅的作用。
目前,我國(guó)已經(jīng)將芳綸纖維被列入“國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)品目錄”和“十二五戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃”。不難想象,未來(lái)我國(guó)芳綸纖維行業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用必然會(huì)呈現(xiàn)出突飛猛進(jìn)的態(tài)勢(shì)。
芳綸纖維質(zhì)量,蓋盆謹(jǐn)慎休留隙
在目前眾多的警匪槍?xiě)?zhàn)電影、電視劇中,多少都會(huì)出現(xiàn)主角因?yàn)榇┲p質(zhì)防彈衣而“刀槍不入”,中彈后還能馬上投入戰(zhàn)斗的場(chǎng)景。然而,這都是蹩腳編劇們憑空臆想出來(lái)的劇情。實(shí)際上,芳綸纖維防彈衣之所以能阻擋子彈完全是因?yàn)闃?gòu)成芳綸的高分子的結(jié)構(gòu)是很長(zhǎng)的直鏈,所以芳綸纖維有很高的韌性。但是,芳綸纖維防彈衣只能防止子彈穿過(guò)織物進(jìn)入人的身體造成傷害。卻不能有效吸收高速旋轉(zhuǎn)的子彈對(duì)人體形成的沖擊力,這一點(diǎn)與軍用重型防彈衣有著本質(zhì)上的不同。不過(guò),考慮到子彈穿透身體對(duì)人的巨大傷害,芳綸防彈衣的效果就已經(jīng)足夠了。
在我國(guó)芳綸行業(yè)高速發(fā)展的同時(shí),芳綸纖維的質(zhì)量問(wèn)題也開(kāi)始逐漸顯現(xiàn)。2011年底,某工廠向廣州一家公司購(gòu)買(mǎi)了800公斤芳綸1313紗用以織造基布生產(chǎn)高溫針刺氈。由于訂單要求時(shí)間很緊張,在收到這批芳綸纖維之后該廠并沒(méi)有進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。后來(lái)在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),這批芳綸纖維的耐溫性能沒(méi)有達(dá)到質(zhì)量要求,當(dāng)溫度達(dá)到200度的時(shí)候纖維就已收縮10%左右。
于是該廠立即與廣州這家公司聯(lián)系退賠事宜,但對(duì)方百般抵賴拒絕退賠。后來(lái)該廠在萬(wàn)般無(wú)奈之下,只有自行送樣到某測(cè)試中心做檢測(cè),得出的結(jié)果是在204度一小時(shí)的環(huán)境下,此批芳綸1313紗干熱收縮率達(dá)到了6.5%,表明其存在嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題。
據(jù)該廠的相關(guān)人員介紹說(shuō),他們以前用過(guò)煙臺(tái)某大型化纖企業(yè)生產(chǎn)的芳綸1313紗。煙臺(tái)這家大廠生產(chǎn)的芳綸紗的質(zhì)量非常好,在204度環(huán)境下,工作一個(gè)小時(shí),并沒(méi)有出現(xiàn)熱收縮的情況。這次就是由于貪圖便宜,才稀里糊涂的買(mǎi)回了劣質(zhì)芳綸纖維紗導(dǎo)致了這一事件的發(fā)生。雖然后來(lái)經(jīng)過(guò)多次協(xié)調(diào)該廠拿到了一些賠償,但同時(shí)也給自己造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。
這一慘痛教訓(xùn)帶給我們廣大的紡織服裝企業(yè)兩個(gè)提示。其一是“便宜無(wú)好貨,好貨不便宜”,要想生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品必須購(gòu)買(mǎi)質(zhì)量好的原材料。貪圖小便宜的人,往往最后都會(huì)吃大虧。其二就是纖維原材料進(jìn)廠入庫(kù)之前必須要對(duì)它的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè),做到自己心中有數(shù)才能更好的安排組織生產(chǎn)。
在芳綸纖維的創(chuàng)新、研發(fā)等方面我們跟西方國(guó)家確實(shí)還存在著一定的差距。據(jù)報(bào)道,在2011年底英國(guó)倫敦舉辦的國(guó)際防務(wù)產(chǎn)品展上,一款“液體芳綸防彈衣”引發(fā)了極大的轟動(dòng),它被認(rèn)為是一種革命性的技術(shù)突破。在這種新型防彈衣是由英國(guó)一家公司研發(fā)生產(chǎn),其特殊的液體材料在受到子彈撞擊以后會(huì)迅速變厚變硬。這家公司研發(fā)人員將這種液體材料灌輸至多層對(duì)位芳綸纖維中間,然后用這種“復(fù)合材料”制作成了這種新型防彈衣。
據(jù)說(shuō),這種“液體芳綸防彈衣”的重量?jī)H有普通芳綸防彈衣的一半,因此它更輕便、更實(shí)用。并且,當(dāng)子彈撞擊到“液體芳綸防彈衣”時(shí)它的沖擊力馬上被分散,其破壞力也隨之大大降低。
因?yàn)榉N種歷史原因,我國(guó)芳綸纖維的發(fā)展確實(shí)走在了西方發(fā)達(dá)國(guó)家的后面。用目前流行的話說(shuō)就是“輸在了起跑線上”,但是我們也不能忘記一個(gè)恒古不變的道理。那就是能到達(dá)萬(wàn)丈絕頂?shù)闹挥袃煞N動(dòng)物,一種是高傲的雄鷹,另外一種就是沉默的蝸牛。只要我國(guó)的芳綸行業(yè)各方不畏艱辛,孜孜不倦地探索和追求,就一定能實(shí)現(xiàn)后來(lái)居上的遠(yuǎn)大目標(biāo)。
不論怎么說(shuō),我國(guó)的芳綸行業(yè)相對(duì)來(lái)說(shuō)還是很年輕的。在追求自身跨越式發(fā)展的過(guò)程中,總是會(huì)遇到荊棘坎坷。不過(guò),只要我們能夠不斷完善生產(chǎn)工藝技術(shù),不斷提高芳綸纖維質(zhì)量,不斷研發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品就一定能在國(guó)際、國(guó)內(nèi)芳綸纖維市場(chǎng)中站穩(wěn)一席之地。