关于对位芳纶

对位芳纶是由液晶高分子芳香族聚酰胺组成的一种高性能纤维，在国防、航空航天及众多民用领域得到了广泛的应用。

对位芳纶拥有高强度、高模量和突出的耐热性，其比拉伸强度是钢丝的5-6倍，比拉伸模量是钢丝的2-3倍，密度却只有钢丝的1/5左右。另外，它的稳定性很好，在150℃下收缩率为零，在高温下仍能保持较高的强度，如在260℃温度下仍可保持原强度的65%。

对位芳纶具有良好的抗冲击、耐腐蚀和抗疲劳性能，被喻为“防弹纤维”，全球对位芳纶主要用于车用摩擦材料、防弹用具、光学纤维，分别占对位芳纶总需求的30%、30%、15%。

对位/间位芳纶对比

对位芳纶研究进展

对位芳纶的技术难度和性能指标远高于间位芳纶，因此成为众多企业的研究热点。近年来我国对位芳纶产业发展迅速，并在众多领域得到广泛应用，根据已有的对位芳纶标准及国内市场应用现状，国内对位芳纶行业在差别化对位芳纶方面进行了更加深入的研究。目前差别化对位芳纶涵盖高强型、高模型、有色纤维等多种类型，主要应用于防弹防护领域、电子通信领域及纺织领域。

高强型、高模型对位芳纶分别是指强度≥22cN/dtex、模量≥110GPa的高性能纤维，广泛应用于防弹、室外光缆和先进复合材料等重要领域，是航空航天及国防军工事业建设的重要基材料。

对位芳纶的应用

在国防军工领域，对位芳纶纤维是坦克和装甲车辆复合装甲的必备材料，是导弹壳体与发动机复合材料的重要组成部分，是导弹防护装甲和防爆阻燃的主导材料，广泛应用于防弹衣和防弹头盔等个体防护；在航空航天领域是火箭发射器的轻质化结构材料和热防护材料；在民用领域应用于轮胎和机械橡胶制品，摩擦、密封材料，复合材料增强，绳索，光缆，电缆等。

对位芳纶的应用 图片来源：聚芳新材料

对位芳纶的行业痛点及发展建议

国产对位芳纶行业正在持续发展，对位芳纶差异化产品逐渐实现国产化，但仍存在诸多困境：

（1）对位芳纶关键基础性科学问题尚未深入研究，制约着产品向更高性能发展；生产的关键设备目前只有美国、日本和欧洲公司能够生产，国际形势的变化使国外有可能对生产对位芳纶及其它高性能纤维的关键设备采取封锁和禁售，价格上进行打压，从而制约了国内对位芳纶行业的发展。

（2）由于高强、高模对位芳纶产品刚实现产业化，国内认知及市场开拓尚未打开，国内产能也未得到完全释放，其相关上下游产业链需要深入挖掘，进一步加大产品市场开发力度。

此外我国生产的芳纶整体性能稳定性达不到要求，而且生产成本较高，缺乏竞争力，缺少功能化改性的方法，因此极大限制了芳纶在多个领域的功能化应用，未来芳纶技术的发展将继续围绕高强、高模、功能化改性以及新的纺丝制造工艺，以降低成本，扩大应用范围，同时需加强高性能纤维生产关键设备的研发。

关于对位芳纶纳米纤维

对位芳纶纳米纤维，直径在10~100nm之间，长径比在3000左右，除具有高强高模、耐高温、耐腐蚀等特点外，其比表面积大、表面能高、分散性好，保水率高，阻燃性能优异。此外，芳纶纳米纤维成膜致密，尺寸稳定性好，绝缘性好，与水及某些有机溶剂能形成均匀的悬浊液，易于喷涂。

对位芳纶纳米纤维因其优异特性，适用于芳纶纸抄造，特种领域异构件的制备，可用于特种涂料或喷涂层及絮凝剂领域，在复合增强、电池隔膜、吸附过滤、电气绝缘、柔性电极等领域具有广泛的应用前景。

为了更好的了解对位芳纶纳米纤维的发展及应用，2022复合材料界面论坛邀请清华大学庹新林副教授作为论坛特邀嘉宾，分享《对位芳纶纳米纤维的自组装及应用》主题报告。

内容介绍

对位芳纶是由液晶高分子芳香族聚酰胺组成的一种高性能纤维，在国防、航空航天及众多民用领域得到了广泛的应用。但是，对位芳纶纤维加工性差，严重限制了其应用。本报告首先将介绍聚合法制备对位芳纶纳米纤维（PANF）的原理及自组装过程，然后举例介绍PANF的应用。以PANF为原料成功制备出多形态的全对位芳香族聚酰胺（全芳）材料，包括全芳块材、全芳蜂窝、有序及常规全芳气凝胶等多种高性能材料，不仅提供了新的对位芳香族聚酰胺材料形式，而且为加工不熔、难溶的高性能高分子材料提供了新的参考方法。

专家介绍

庹新林，清华大学化工系副教授，博士生导师，主要研究方向为高性能高分子对位芳纶的工业化生产技术及应用。科研成果得到同行的广泛关注。多项发明专利许可或转让给企业使用，产生了良好的社会和经济效益。在Adv. Mater., ACS Nano等著名专业刊物上发表SCI收录论文80余篇，合著专业教材1部，申请发明专利40余项。先后负责国家重大研发计划课题、国家自然科学基金、航天基金、企业联合研究中心项目等20余项。获中国专利优秀奖、中国石化联合会青年科技突出贡献奖、教育部自然科学二等奖、北京市发明协会发明金奖等多个奖项。