高性能纤维发展概况

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高性能纤维发展概况

摘要：高性能纤维是近年来纤维高分子材料领域发展迅速的一类特种纤维材料。文章概述了高性能纤维的发展过程，对近年出现的高性能纤维品种及其主要特性等

进行了介绍和讨论。

关键词：化学纤维；高性能纤维；纤维特性；产品开发中图分类号：ＴＳ

１０２．５２７

文献标识码：Ａ

文章编号：１００３—３０２５（２００５）０９—００５０—０６

天津工业大学肖长发

材料是人类生活和生产的物质基础．材料的开发及应用是衡量社会文明的一种尺度。纤维是重要的高分子材料，

不仅在服饰方面，在装饰、产业用纺织品方面也有十分广

ＰＰ纤维．并逐步使之发展成为合成纤维的第四大品种。

１．２化学纤维产量与消耗量

１９８４年世界纺织纤维产量为３５００万ｔ左右．其中化

泛的应用。随着科学技术的发展与进步．新的纤维品种不断出现，特别是随着航空航天、新能源、海洋、生物医学、通讯信息、军工等高科技产业的迅速发展．对纤维材料性能的要求越来越高，也促进了对新型纤维的研究与开发。

１

１．１

学纤维与天然纤维的产量大致各占一半，标志着人类已开

始进入有能力依靠自己的智慧和力量完成从高分子设计到纤维制造全过程的时代。２００４年全球天然纤维和化学纤维生产总量达到６７００万ｔ．其中天然纤维２９１０万ｔ：化学纤维达到创记录的３７９０万ｔ。在过去３０～４０年中世界对化

从化学纤维到高性能纤维

主要化学纤维的发展情况

人类最初主要将纤维用于服饰。纤维发展的历史可追

学纤维需求量以每年２．７％的速度上升，目前世界化学纤维的消耗量已占纺织纤维总量的６０％左右．预计到２０１０

年将超过７０％。

溯到５０００年以前，最早的天然纤维如棉和丝起源于我国和印度。粘胶纤维是人造纤维素纤维中最早的品种，１９０５年英国建成第一个粘胶纤维生产厂。２０世纪３０年代末．德

１．３高性能纤维的发展

进入２０世纪．随着化学纤维的不断出现和发展．新型

国首先研制出聚已内酰胺（ＰＡ６）纤维．１９４４年实现批量生产．其后在日本、原苏联、东欧以及发明聚酰胺６６（ＰＡ６６）纤维的美国等也得到较快发展。１９４９年和１９５３年商品聚对苯二甲酸乙二酯（ＰＥＴ）纤维相继在英国和美国问世。自１９７２年开始．ＰＥＴ纤维的产量超过聚酰胺纤维而

跃居为合成纤维的第一大品种。４０年代初期，德国和美国科学家几乎同时发现聚丙烯腈（ＰＡＮ）的良溶剂即二甲基

纤维材料的性能不仅可满足服饰变化的需求，而且在产业方面也逐步发挥其技术特性。在产业方面，纤维最早主要被用于制作渔网、渔线、绳索等。汽车工业的迅速兴起．需要大量轮胎帘子线，从而刺激了人造纤维、特别是合成纤

维工业的发展。例如．提高纤维的耐热性（耐硫化温度）以

及改进纤维与橡胶间的粘结性等都是纤维材料领域中较早的研究课题。用于增强汽车轮胎的帘子线，１９００一１９３５年为棉纤维，１９３５一１９５５年以粘胶纤维为主，而其后又逐渐

发展成为以聚酰胺纤维、聚酯纤维和钢丝为主的格局。在技术纺织品领域都有类似的转变过程，即由天然纤维到再

甲酰胺，１９５０年美国ＤｕＰｏｎｔ（杜邦）公司开始生产ＰＡＮ纤维．原西德、法国、英国、日本等也先后实现工业化生

产。５０年代后期，化学工作者利用ｚｉｇｌｅｒ—Ｎａｔｔａ催化剂合

成出全同立构聚丙烯（ＰＰ），进而采用熔融纺丝技术制成

生纤维，进而发展为合成纤维。

随着纤维材料在产业、航空航天及军事等方面用途的

作者简介：肖长发，男，１９５３年生，教授，天津，３０叭６０不断扩大，各种高性能纤维应运而生。通常，高性能纤维

万方数据５Ｄ纺织导报ｃｈｉｎａＴｅｘｔｉｌｅＬｅａｄｅｒ．２００５

Ｎｏ．９

是具有高强度、高模量、耐高温、耐气候、耐化学试剂等所谓高物性纤维的统称．其品种很多，如芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、芳杂环类聚合物纤维、高强高模聚烯烃纤维、碳纤维以及无机和金属纤维等都属于高性能纤

维的范畴。

和Ｔｅｉｊｉｎ两家公司在香港成立合资公司，生产主要面向中国市场的ＰＭＩＡ纤维．商品名为ＭｅｔａＩｎａＸ＠．原Ｎｏｒｎｅｘ回和

Ｃｏｎｅｘ＠商标已停止在中国使用。

２．１．２

Ｐ盯Ａ纤维

ＫｅｖｌａＩ国即聚对苯二甲酰对苯二胺（Ｐ盯Ａ）纤维．是

２芳香族聚合物及杂环类纤维

２．１

２．１．１

ＤｕＰｏｎｔ公司１９８１年开始批量生产的另一种对位型芳香族聚酰胺纤维。１９８６年荷兰灿ｚｏ（阿克苏）公司也开发出商

芳香族聚酰胺纤维

ＰＭＩＡ纤维

品名为Ｔｗａｒｏｎ＠的Ｐ盯Ａ纤维。Ｐ吼～纤维大分子的刚性很

强，分子链几乎处于完全伸直状态，这种结构不仅使纤维

具有很高的强度和模量．而且还使纤维表现出良好的热稳

Ｎｏｍｅｘ＠是ＤｕＰｏｎｔ公司于１９６０年研制出的一种问位型

芳香族聚酰胺纤维，学术名为聚间苯二甲酰间苯二胺

（ＰＭＩＡ）纤维。自１９７２年开始，日本Ｔｅｉｊｉｎ（帝人）公司也开始生产商品名为Ｃｏｎｅｘ＠的ＰＭＬＡ纤维。ＰＭ认纤维具有良好的防火、耐热、耐化学试剂性能．可用于航天飞行员的宇航服、赛车运动服、防火工作服、耐高温滤布、烘干机衬布、传送带基布以及复合材料等。１９９６年，ＤｕＰ０ｎｔ

定性以及耐疲劳性、耐摩擦性、电绝缘性等，但其耐强酸、

强碱性较差．对紫外线较敏感。ＰＰｒｒＡ纤维应用范围广泛．

如高性能轮胎帘子线、强力传送带、防弹服、头盔、降落伞、机翼或火箭引擎外壳、压力容器、绳索以及其纤维增强复合材料等。此外．对位共聚型芳香族聚酰胺纤维如

万方数据

＿—‘业甾二譬墨溢幽ｙ纤维技术

Ｔｅｊ＝ｉｉｎ公司的Ｔｅｃｈｎｏｒａ＠、俄罗斯的Ｔｅｒｌｏｎ＠、ｍｍｏｓ＠纤维

等也都各有特色，在不同领域获得应用，但产量均小于ＰＰＴＡ纤维。

２．１．３

ＰＡｒ纤维

Ｋｅｖｌ舻的出现．推动了高强、高模和耐高温有机高性

能纤维的研究与发展。由于对位型芳香族聚酰胺的聚合和

纺丝工艺复杂，所以人们自然想到能否像脂肪族聚酯那样

开发可熔融纺丝成形的芳香族聚酯（即聚芳酯，ＰＡｒ）纤维。经过多年努力，若干商品聚芳酯纤维问世，但因工艺过程复杂、生产成本高等原因多数都已停产，目前产业化

的只有ｃｅｌａｎｅｓｅ公司与Ｋｕｒａｒａｙ（可乐丽）公司合作在日本

生产的Ｖｅｃｔｒａｎ＠。Ｖｅｃｔｒａｎ＠纤维的强度和模量与ＰＰＴＡ纤维相似，但吸水率极低，干、湿环境中物性差异小，尺寸稳

定性强，耐热和耐磨损性好．耐化学试剂、特别是耐酸性优异．主要用于各种防护制品、耐磨材料、复合材料、绳

索、帆布、光纤张力膜等。

２．２聚苯并咪唑纤维

经过２０年的努力，Ｃｅｌａｎｅｓｅ公司于１９８３年开始批量生产聚２，２Ｉ间苯撑一５，５Ｉ二苯并咪唑（简称聚苯并咪唑，ＰＢＩ）纤维。ＰＢＩ纤维具有很多突出的特性，如抗燃性、热稳定性、吸湿性、耐强酸强碱性以及良好的纺织加

工性和穿着舒适性等，在耐高温过滤材料、抗燃保护服、宇

航服、飞行器内饰和防火填充物及其它耐高温、耐化学腐蚀方面有着重要用途。

２．３聚苯撑苯并双嗯唑纤维

自２０世纪６０年代末期出现线型芳香族聚酰胺纤维后，

人们就一直在探索开发性能更加优异的高强、高模及耐高

温有机纤维。根据液晶高分子伸直链结构模型，结合芳杂

环类聚合物如ＰＢＩ的研究成果，科学家提出线型芳杂环高

相对分子质量液晶聚合物分子设计构想，经过１０余年的努

力，于８０年代初期合成出芳杂环液晶聚合物——聚苯并双唑（即聚苯撑苯并双嗯唑，ＰＢＯ）。

其后Ｄｏｗ化学公司与东洋纺公司联合开发高性能ＰＢｏ纤维，１９９８年东洋纺公司正式生产商品名为Ｚｙｌｏｎ＠的ＰＢＯ纤维。ＰＢ０纤维的抗张强度和抗张模量分别可达５．８ＧＰａ和２８０ＧＰａ，而密度约１．５６９／ｃｍ３，ＬＤ，值为６８．使用温度和热分解温度分别为３５０℃和６５０℃，具有比对位型芳香族聚酰胺纤维更高的比强度、比模量和耐高温性能．被视为先进结构复合材料的新一代超级增强纤维，目前以ｚｙｌｏｎ命名的商品ＰＢ０纤维已经投放市场。

５２万方数据纺织导报ｃｈｉｎａ

Ｔｅｘｔ¨ｅＬｅａｄｅｒ．２００５Ｎｏ．９

２．４

ＰｌＰＤ纤维

荷兰ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ（阿克苏・诺贝尔）公司于１９９８年

也开发出类似于ＰＢ０的新纤维，即聚２，５一二羟基一ｌ，

４一苯撑吡啶并二咪唑（ＰＩＰＤ或简称“Ｍ５”）纤维。它是

由２，３，５，６一四氨基吡啶和２，５一二羟基对苯二甲酸缩聚后经液晶纺丝及热处理后制成的一种高性能纤维，现由ＭａｇｅｌｌａｎＳｙｓｔｅｍＩｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ公司批量生产。ＰＩＰＤ纤维大分子链的几何形状与ＰＢ０相似，但其径向有较强氢键作用，使得纤维具有较高的剪切和横向模量以及优于ＰＢＯ纤维的抗轴向压缩性能。

２．５聚酰亚胺纤维

作为耐热性纤维的一个品种，虽然聚酰亚胺纤维不如芳香族聚酰胺纤维发展那样快，但因其性能独特，所以也

受到人们重视。聚酰亚胺是指主链上含酰亚胺环的一类聚

合物．其中以含酞酰亚胺结构的聚合物更为重要。聚酰亚胺的纺丝成形多采用湿纺或干纺工艺．溶剂如二甲基甲酰

胺（ＤＭＦ）、Ｎ一甲基吡咯烷酮（ＮＭＰ）等。目前商品聚

酰亚胺纤维还比较少，其中“Ｐ８４”是商品化最早的聚酰亚胺纤维，于２０世纪８０年代中期由奥地利Ｌｅｎｚｉｎｇ（兰精）公司研制成功．它是由二苯酮四羧酸二酐和二异氰酸二苯甲酯及二异氰酸甲苯酯合成聚酰亚胺，干法纺丝制成纤维。

如果用三或二羧酸代替四羧酸二酐与二异氰酸酯反应，则所得产物为聚酰胺一酰亚胺。１９７１年法国Ｐｈｏｎｅ—Ｐｏｕｌｅｎｃ公司开发出聚酰胺一酰亚胺纤维ＫｅｒｍｅＰ，由

Ｒｈｏｄｉａ

Ｐｅｒｆｏ珊ａＩｌｃｅＦｉｂｅｒｓ公司生产。Ｋｅ彻ｅ１＠纤维呈淡黄

色．耐热性和耐化学药品性类似问位型芳香族聚酰胺纤维，但耐紫外光性较差，应避免在强紫外光照射条件下使用。

Ｋｅ衄ｅｌ＠纤维在高温防护服、手套、绝热地毯、高温过滤材

料等方面都有应用。２．６酚醛树脂纤维

通常的化学纤维具有线型大分子结构，而德国ＢＡＳＦ（巴斯夫）公司上世纪８０年代开发的Ｂａｓｏｆｉｌ纤维则是一种具有三维网状结构的三聚氰胺一甲醛（即蜜胺一甲醛）树脂纤维，由蜜胺、蜜胺衍生物和甲醛反应得到树脂经干法纺丝制成。１９９６年实现Ｂａｓｏｆｉｌ纤维的工业规模生产，纤维强度２～４ｃＮ／ｄｔｅｘ．模量６Ｎ／ｔｅｘ，断裂伸长１５％～２０％，

￡叫值为３２．密度１．４９／ｃｍ３，连续最高使用温度约１９０℃，

在２００℃热空气中处理１ｈ后收缩率小于１％，暴露在火焰下不熔融，也不产生熔滴，耐有机化学试剂性优异，但

在２０％盐酸或硫酸中浸渍２８天后，纤维强度损失约５２％。

该纤维主要用于防火和隔热制品、填充材料、耐热过滤材

料等。

１９６９年，美国Ｃａｆｂｏｍｎｄｕｍ公司采用线型树脂纺丝成形再交联的技术，制成具有三维网状结构的酚醛树脂纤维ＫｙｎｏＰ，它具有热固性树脂的特点，不溶不熔，耐燃性突出。其后，日本也试制出类似纤维，商品名为Ｋｙｎ０１

ｎｏｖ０１０ｉｄ＠。它是一种无定形交联的酚醛树脂纤维，具有优

良的热和电绝缘性．突出的耐酸、碱及有机试剂性．密度１．２７ｇ／ｃｍ３．容易碳化制成活性碳纤维。Ｋｙｎｏｌ＠纤维可用于耐燃防护制品、隔热、耐低温、工业密封、包装、过

滤以及填充材料等。２．７聚醚醚酮纤维

聚醚醚酮（ＰＥＥＫ）是一种重要的热塑性芳香族聚合物，由４，４ｌ二氟苯酮、对苯二酚和碳酸钠在二苯砜溶剂中聚合而得。２０世纪７０年代末期ＩＣＩ公司开始工业规模

生产ＰＥＥＫ树脂，８０年代中期ｚⅦｘ公司首次研制出ＰＥＥＫ

单丝，目前则由１９９３年从ＩｃＩ公司分出的Ｖｉｃｔｒｅｘ公司生产。最初ＰＥＥＫ主要用于注射模塑。ＩｃＩ公司和英国Ｌｅｅｄｓ大学的研究表明，ＰＥＥＫ在高性能纤维方面有很好的应用

前景。ＰＥＥＫ单丝的制备可采用高温（３７０。ｃ以上）熔纺成形、冷却、拉伸并使纤维适当松弛，所得纤维直径约０．４～

１．０ｍｍ．强度０．３～０．４Ｎ／ｔｅｘ．断裂伸长３０％～４０％．１８０。ｃ空气中热收缩率小于２％。到８０年代中期．随着合成技术的进步，纤维级ＰＥＥＫ的质量得到提高，可以纺制

５～１５

ｄｔｅｘ的复丝．纤维强度和断裂伸长分别提高和降

低到０．６５Ｎ／ｔｅｘ以上和２５％以下，而热收缩率则小于１％．同时ＰＥＥＫ单丝的质量也得到很大改进。参与ＰＥＥＫ纤维开发的公司有ｚＹＥＸ、Ｔｅｉｊｉｎ、Ｋｏｓａ、Ｓｈａｋｅｓｐｅａｒｅ、Ｌｕｘｉｌｏｎ、

Ａｌｂａｎｙ

Ｉｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ等。

虽然ＰＥＥＫ是热塑性聚合物．但它的熔点（３３４。ｃ）和玻璃化转变温度（１４３℃）都较高，因此ＰＥＥＫ纤维具有很多独特性能，主要表现在耐热、抗氧化，耐化学腐蚀、耐水解、耐磨、抗蠕变和抗冲击等方面。例如，在２００℃热空气中２８天后ＰＥＥＫ纤维强度无变化，而问位型芳香族聚

酰胺纤维和唧纤维强度损失分别为５％和７０％；当温度

升高至３００。ｃ时，ＰＥＥＫ纤维强度保持率为９０％．而间位型芳香族聚酰胺纤维为零，ＰＥＴ纤维已熔融。ＰＥＥＫ纤维在耐热织物、防护制品、传送带、过滤材料、复合材料等方面已有较多应用。

万方数据

２．８聚苯硫醚纤维

聚苯硫醚（ＰＰｓ）纤维是由对二氯苯和硫化钠经缩聚

而成。ＰＰＳ大分子是通过苯环与硫原子连接而成的，所以它同时具有ＰＥＥＫ和聚苯醚（ＰＰＯ）的特点，是一种用途较广的热塑性树脂。最早的ＰＰＳ纤维是由ＰｈｉｌｌｉｐｓＦｉｂｅｒｓ公

司于１９７３年采用熔融纺丝技术研制成功的，商品名为

Ｒｙｔｏｎ＠。其后．Ｂａｙｅｒ、Ｔｅｉｊｉｎ、东洋纺、Ｔｏｍｙ（东丽）、ｃｅｌａｎｅｓｅ等公司也相继研究和开发ＰＰＳ纤维。ＰＰＳ纤维熔点约２８５℃，与常规合成纤维相近，不能用作耐高温纤维，将其在２０４℃热空气中分别处理２０００、５０００和８０００ｈ后，其强度保持率分别为９０％、７０％和６０％。尽管ＰＰＳ纤维的极限氧指数约３４，但因大分子中硫原子容易被氧化．所以ＰＰＳ对氧化剂比较敏感，耐光性也较差。ＰＰｓ纤维耐化学试剂性优异，特别是耐非氧化性酸和热碱液的能力突出。ＰＰＳ纤维具有良好的纺织加工性能，可用于高温烟道气或特殊热介质的过滤，如在燃煤锅炉中处理１５０～２００℃含硫酸

性气体以及造纸工业中干燥带、电缆包胶层、复合材料等。

Ｔｏｒａｙ公司正利用ＰＰＳ纤维传热系数小的特点，开发保温衣料．其保暖性较常规ＰＥＴ纤维可提高３０％～４０％．且可减弱穿衣时冷触感约１６％。美国ｃｒａｎｅ公司开发出规格为１７．５～１４０９／ｍ２的ＰＰＳ纤维毡．可在２００。ｃ左右的条件下连续使用。

２．９聚醚酰亚胺纤维

聚醚酰亚胺（ＰＥＩ）是～种较常用的工程塑料，虽然其耐热性不如ＰＥＥＫ，但原料价格较低。商品ＰＥＩ纤维已由Ｔｅｉｊｉｎ和Ａｃｏｒｄｉｓ（阿考迪斯，原ＡｋＺｏ）公司等开发成

功。ＰＥＩ是无定形聚合物，熔纺成形所得纤维的强度和断

裂伸长分别约Ｏ．２５Ｎ／瞅和４０％，最高使用温度１９０℃．极

限氧指数达４５．高于ＰＥＥＫ和ＰＰＳ纤维，具有优异的热稳定性、抗氧化性和较好的耐化学试剂性，可用作耐热、耐腐蚀性气体的过滤、防护材料等。

３高强高模聚烯烃纤维

３．１

超高相对分子质量聚乙烯纤维

１９７５年荷兰ＤＳＭ公司采用凝胶纺丝一超拉伸技术开

发出具有优异抗张性能的超高相对分子质量聚乙烯（ｕＨＭｗＰＥ）纤维，打破了只能由刚性高分子制取高强、高模纤维的传统局面。ＤｓＭ公司申请专利后，立即受到极大重视。１９８５年美国Ａ１ｌｉｅｄＳｉｇｎａｌ（现为Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）公司购买了ＤＳＭ公司专利权，并将十氢萘溶剂改为矿物油溶剂，

申请了自己的专利，生产出商品名为ｓｐｅｃ咖＠的ｕＨＭｗＰＥ

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纤维，其强度和模量超过了ＤｕＰｏｎｔ公司的Ｋｅｖｌ舻。其后．

东洋纺公司与ＤＳＭ公司合作．在日本批量生产商品名为Ｄｙｎｅｅｍａ＠的ｕＨＭｗＰＥ纤维。从１９８３年开始，日本三井石化公司采用凝胶挤压一超拉伸技术生产商品名为ＴｅｋＩＩｌｉｌｏ铲的高性能聚乙烯纤维．所用溶剂为石蜡，聚合物

浓度达２０％～４０％。白８０年代初期开始，我国对ｌ雕ＭｗＰＥ纤维也进行了一系列研究与开发，其中中国纺织科学研究院、东华大学和天津工业大学等都取得了阶段性成果．目前我国浙江、湖南、北京等地先后建成若干ｕＨＭｗＰＥ生产厂．生产能力达数百至上千吨。ＵＨＭｗＰＥ纤维密度小（约０．９７ｇ／ｃｍ３）．其比强度和比模量在有机纤维材料中是最高的；断裂伸长为３％～６％．比碳纤维、ＰＰＴＡ纤维及钢丝等大．意味着发生断裂时需要更多的能量；抗冲击

性仅次于ＰＡ６纤维而优于聚酯、Ｐ胛Ａ和碳纤维；受高速

运动物体冲击时．所能吸收的能量是ＰＰＴＡ、ＰＡ６纤维的２倍左右，表明它更适于用作防护材料。Ｉ朋ＭｗＰＥ纤维主

要不足是熔点低（约１４７℃）、易蠕变、与热固性树脂粘结

性差。Ｉ啊ＭｗＰＥ纤维在防护材料如防弹背心、头盔、装甲、防刺织物、绳索类、复合材料等方面已获得较多应用。３．２高强度聚乙烯醇纤维

高性能聚乙烯纤维的出现．也促进了其它柔性高相对分子质量聚合物纤维的研究与开发，如Ｋｕｆａｒａｙ公司于

ｌ

９９６年采用“溶剂湿式冷却凝胶纺丝”技术开发的

“Ｋｕｒａｌｏｎ

Ｋ一｜｜”商品高强度聚乙烯醇（ＰＶＡ）纤维，其

强度和模量分别为１５ｃＮ／ｄｔｅｘ和３３０ｃＮ，ｄｔｅｘ，断裂伸长

率６％，主要用于水泥增强材料、聚合物基复合材料、绳索和管类、防护织物等。我国在ＰＶＡ及其纤维生产原料、工艺路线、生产装置和产量等方面都居世界首位，但在工艺技术、产品开发、应用等方面与国际先进水平还有一定

差距。

３．３聚四氟乙烯纤维

聚四氟乙烯（阃）俗称塑料王，最早由ＩｃＩ公司生

产，用于制作塑料。２０世纪６０年代，ＤｕＰｏｎｔ公司采用乳

液纺丝技术研制出商品名为Ｔｅｎｏｎ＠的盯ＦＥ纤维，其密度

２．１～２．３ｇ，ｃｍ３．强度０．１０～０．２５Ｎ／ｔｅｘ，断裂伸长１３％，

摩擦系数０．０１～０．０５，吸湿率为零，极限氧指数高达９８，使用温度范围一１８０～２６０。ｃ。除熔融金属钠和液氟外．

Ｔｅｎｏｎ＠纤维能耐其它所有化学试剂，在王水中煮沸也不发

生变化。它的热稳定性和耐磨性优异．可用于防护织物、人

造血管和气管、不粘绷带或胶布、过滤和耐磨制品、防腐

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材料、熨烫垫褥等。

４碳纤维及其它

在高性能纤维发展过程中，碳纤维一直占有突出位置。碳纤维的开发历史可追溯到１９世纪末期Ｅｄｉｓｏｎ发明白

炽灯灯丝，而作为有实用价值并工业规模生产的碳纤维，

则出现在５０年代末期。１９５９年美国原ｕＣＣ公司研制出纤维素基碳纤维，商品名为ＨｙｆｌｌＴｈｏｍｅｌ＠：１９６２年日本炭素公司实现低模量ＰＡＮ基碳纤维工业规模生产；１９６４年英国皇家航空研究所（ＲＡＥ）试制出高模量ＰＡＮ基碳纤维．１９６９年英国ｃｏｕｒｔａｕｌｄｓ（考陶尔兹）和日本炭素公司分别建成高

性能ＰＡＮ基碳纤维工业生产装置１９６５年日本群马大学试制出以沥青或木质素为原料的通用型碳纤维，１９７０年吴羽化学公司开发出通用型沥青基碳短纤维，１９７６年和１９８７年ｕｃｃ和三菱化成公司先后建成由中间相沥青制取高性能碳

纤维的生产装置。６０年代末期，Ｃａｒｂｏｍｎｄｕｍ公司开发出

商品名为Ｋｙｎｏｌ＠的酚醛树脂纤维，１９８０年以酚醛树脂纤维

为原丝的活性碳纤维投放市场。目前碳纤维的生产技术已得到较快发展，新品种不断问世，质量提高，产量增加．价格日趋下降，应用领域得到拓宽。我国在碳纤维研制方面已有多年历史，先后引进和建成了一定规模的ＰＡＮ基和沥青基碳纤维生产装置，但总体而言，不论是技术水平和生产能力、产品规格等都与国外先进水平有较大差距。

近年来气相生长碳纤维（ＶＧＣＦ）的研究也取得很大

进展，它是一种以过渡族金属Ｆｅ、Ｎｉ及其合金等为催化剂．

氢气为载气，直接使低碳烃化合物高温热解制成碳纤维。

ＶＧＣＦ制备工艺简单，不需纺丝、预氧化、碳化等过程．所

得纤维直径可在０．０１“ｍ到数微米范围内调控。ＶＧＣＦ内层是碳原子以ＳＰ２杂化形成的晶态结构．外层为热解炭叠

层，总体呈树木年轮状的同心圆中空结构，这种特殊结构

使ＶＧＣＦ的性能优于传统碳纤维，被认为是超高性能碳纤维。通过改变催化剂种类，粒径等，可将ＶＧｃＦ制成螺旋

状（弹簧管）碳或单层碳（碳纳米管）等。由于ＶＧｃＦ具

有高导电性、高导热性、核屏蔽性、高耐热性、生体亲和性等特性．所以可用作贮能（如贮Ｈ：）、核反应堆屏蔽、人

工脏器、超微电器材料以及各种复合材料的增强材料等．

预计不久将实现ＶＧＣＦ的工业规模生产。

另外．含硅、含铝和含硼等陶瓷及金属高性能纤维的

研发也都取得了令人瞩目的进展。这类纤维都具有优异的

耐热性（１０００℃以上）、高比强度和高硬挺度以及优良的

抗轴向压缩性能等．在高科技领域发挥重要作用。（下转Ｐ６０）

—・』业甾ｊ备墨盈幽ｙ纤维技术

抗紫外纤维的规格与质量指标为：２．２～７．７

ｄｔｅｘ／

织物的指标对尘螨的驱避率≥８５％。１．９．３抗螨织物的应用

抗螨织物可用来制造各种棉质或涤棉的床上用品、沙发套等。

３８～１０２ｍｍ；断裂强度≥４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ；断裂伸长率Ｍ±７．０％。该类纤维可用于夏日服装、运动服、伞用面料、

抗紫外防老化外包装等方面。

１．９抗螨织物

１．９．１抗螨原理

采用微胶囊技术，使抗螨活性剂被微胶囊壳材料包覆起来。抗螨活性成分在应用的过程中慢慢地释放出来，抗螨剂组合物的抗螨效果会更持久。由于微胶囊技术的应用．也避免了抗螨活性剂在很短的时间内散发到空气中；微胶

２结语

随着科学技术的发展．新的聚酯纤维层出不穷．这些新材料在纺织生产中加以应用．能赋予纺织产品新的性能和风格，提高纺织产品的档次；能突出纺织产品的个性化、环保化和功能化的特点。入世后，我们能在平等互利的公平条件下与世界各国进行贸易活动．出口配额已不再成为贸易歧视和限制出口的主要障碍．但产品本身的综合性能

囊的粒径大约为１～３岬，其表面有大量的活性基团，这

些活性基团与纤维上的活性基团形成共价键、配位键和氢

将成为各国特别是发达国家保护本国相关产业的重要手段。

因此，加强新型聚酯纤维在纺织生产中的应用，是提高我

键等，使经过抗螨处理的织物具有优异的耐洗涤性；合成抗螨剂组合物所使用的抗螨活性成分，对人体无毒副作用，可以长期使用而对健康无害。

国纺织产品在国际市场中竞争能力的重要措施。嘲

参考文献

１．９．２抗螨织物的特点

抗螨剂的生产成本较低、价格低廉、使用方便．适用于棉、麻、涤棉、锦纶、腈纶、粘胶纤维等织物的抗螨整理；抗螨效果好．其对多种室内存在的螨虫有很好的驱除

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（上接Ｐ５４）

等．乃至近几十年来相继出现的各种高性能纤维，进一步表明纤维材料与人类文明社会的发展密切相关，而现代科

５结语

高性能纤维实际上是一类技术密集、投资巨大的工业产品．性能突出．生产工艺复杂，用途比较专一，市场小．

学技术的发展亦离不开纤维工业的进步。卿

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产量低，价格往往是普通纺织纤维的几倍或几十倍，甚至

上百倍。常规纺织纤维如ＰＡ６和ＰＥＴ等其聚合、纺丝成形等工艺技术已经成熟，熔融纺丝速度可达５

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甚至更高，而高强高模或耐热、耐化学试剂纤维的生产工艺过程要复杂得多。最初高性能纤维作为商品销售时．由于价格高，市场小，用途受到限制，与每年数以百万吨计的民用纺织纤维相比，其销售量显得微不足道。然而．这类特种纤维的用途主要在高科技领域，使用高性能纤维的首要目的在于提高和强化制品或装置的性能，所以首先考虑的是其性能可否满足要求．而价格往往非第一要素。

纵观化学纤维１００多年的发展历史，从天然纤维到粘胶纤维，进而到合成纤维如聚酰胺、聚酯、聚丙烯腈纤维

［５】【４］

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