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芳纶是什么材料(芳纶纤维的优缺点和应用)

芳纶是什么材料(芳纶纤维的优缺点和应用)

用于增强材料的最常见有机纤维是芳纶或芳香族聚酰胺纤维,目前主要品牌有 Kevlar® 和 Twaron®。芳纶纤维最初用作轮胎、皮带和其他橡胶相关产品的增强材料,但如今它们广泛用于高冲击应用,包括防弹。

技术细节
密度 (g/cc)抗拉强度 (ksi)拉伸模量 (Msi)断裂伸长率 (%)
芳纶
(高韧性)
1.4523124.0
芳纶
(高模量)
1.4580192.8
芳纶
(超高模量)
1.5494272.0

芳纶纤维的密度低约 40%,强度介于玻璃纤维和碳纤维之间。芳纶的比强度与碳纤维相当,比模量高于玻璃,但不如碳的突出比模量。

芳纶纤维的失效是独一无二的,当它们失效时,纤维会断裂成小原纤维,就像纤维中的纤维一样,因此芳纶纤维是通过一系列原纤维失效而不是像碳和玻璃那样的脆性失效而失效。芳纶这种独特的失效机制是其高强度和高韧性的原因;然而,原纤维对压缩力的抵抗力不同,因此芳纶纤维在需要抗压力时很少使用。

优点

  • 坚韧的材料
  • 低密度
  • 优异的抗拉强度

限制

  • 对压缩力的抵抗力较低

应用

  • 高强度布,例如赛艇帆
  • 防护服和手套
  • 弹道防护
  • 防弹背心
  • 船舶和战车装甲
  • 飞机机翼前缘
  • 高性能压力车

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