高性能間位芳綸纖維干濕法紡絲工藝取得階段性突破

高性能間位芳綸纖維干濕法紡絲工藝取得階段性突破

近日，時代新材研發的高性能間位芳綸纖維干濕法紡絲工藝取得階段性突破，原液處理、擠出成型、雙向擴散等關鍵過程控制的穩定實現為高性能間位芳綸纖維的制備奠定了良好的基礎。

干濕法紡絲是指紡絲原液從噴絲孔擠出，經過一段空氣層后再進入凝固浴，與普通濕法紡絲相比，紡絲速度可提高5～10倍。此種方法結合了濕法紡絲和干法紡絲的優點，既擁有高速紡絲、高濃度紡絲以及高牽伸倍率紡絲等干法紡絲的特點，又保持了可利用控制凝固浴各項參數來調節纖維結構的濕法紡絲工藝，是制備高性能纖維的首選方法。采用該法制得的纖維空洞數目較少，結構較均勻，結晶度、取向度高；同時，皮芯層差異小，截面結構可接近圓形，強度和彈性均有提高。此外，該法制得的纖維體密度高，表面光滑、沒有溝槽且內部缺陷少。

間位芳綸纖維因具有質輕、柔軟、高強、高光澤、絕緣、阻燃等特點，被廣泛應用于電氣絕緣、蜂窩材料、阻燃防護、高溫過濾等領域。早期商業化的間位芳綸纖維只有美國杜邦公司的Nomex、日本帝人公司的Conex和俄羅斯的Fenilon纖維，而高性能纖維市場基本由美國DuPont和日本Teijin兩家控制，其他廠商因技術、品質和規模等原因暫無法和其抗衡。

時代新材已從事間位芳綸研究多年，建設擁有完整的樹脂聚合和纖維制備中試線，擁有一批專業從事功能纖維、高性能纖維、特種纖維的研發人員，研究領域涵蓋從纖維原料樹脂合成、紡絲成型原理及工藝、紡絲設備設計制造到纖維的高性能化、功能化等多個方面。時代新材將繼續推進高性能間位芳綸纖維的研發，打破國外企業對高性能間位芳綸纖維市場的壟斷。

1. 芳綸纖維板加固原理

芳綸纖維板的加固方式主要是將芳綸纖維板使用結構膠后沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在梁底受拉區，使芳綸纖維板與加固基體形成一個新的復合體，以提高芳綸纖維板與原有鋼筋混凝土結構共同受力增大結構的抗裂或抗剪能力，提高結構的強度、剛度、抗裂性和延伸性。芳綸纖維板和混凝土梁通過粘結層傳遞剪應力(錨固剪應力) 和粘結正應力(剝離正應力)，以達到共同工作的目的。然而，在使用過程中，芳綸纖維板頂部往往會產生較大的錨固剪應力和剝離正應力，因此，其常見的破壞模式主要有三種: ① 受壓區混凝土被壓壞相當于混凝土適筋梁破壞梁體所具有的良好延性: ②混凝土粘結面剪切破壞， 即在芳綸纖維板端部應力作用下由于粘結層的剝離強度較低導致芳綸纖維板剝落; ③ 混凝土保護層剝落破壞，這是由于端部混凝土保護層被拉裂產生豎向裂縫，當裂縫延伸到縱向鋼筋后， 又沿鋼筋產生水平向的剝離裂縫，使芳綸纖維板連同保護層發生剝離破壞。

2. 芳綸纖維板加固技術的應用現狀

芳綸纖維板具有高強度、耐久性好、耐酸堿化學腐蝕性能強、抗壓抗剪強度大這些優異性能。本應在工業與民用建筑物的梁、板、柱、墻，天路公路橋梁，隧道，煙囪，塔結構等設施的加固補強得到廣泛應用。然而粘貼芳綸纖維板材的加固實例不僅少之又少，其在鋼筋混凝土梁的抗彎性能研究也是鳳毛麟角。在國外，芳綸纖維板的研究與應用雖已趨于成熟，相關學術研究成果較多，而國內對于芳綸纖維板的研究尚剛起步，并且由于芳綸纖維的價格較高，而其力學性能卻與碳纖維相近，綜上，芳綸纖維板的性價比不如碳纖維板，相關研究成果又少，使得芳綸纖維并未得到廣泛的應用。

總結

   芳綸纖維板具有優異的力學、物理、化學性，未被廣泛用來解決隧道、路面、橋面混凝土結構的腐蝕問題。除了其價格原因，更重要的是芳綸纖維板的實例研究較少。局限了芳綸纖維板的使用。本文認為，一方面應加大芳綸纖維的資源開發，抑制其高昂的價格；另一方面應加大這幾方面的研究，為芳綸纖維板在實際工程中的應用奠定堅實的理論基礎：

     1.粘貼芳綸纖維板， 對彈性受力階段的剛度效果的改善研究;

     2.粘貼芳綸纖維板除了可以防止現有裂縫的擴大補強，是否可以起到改善早期開裂的效果;

     3.粘貼芳綸纖維板后，整個加固基體的綜合強度問題研究;   

     4.芳綸纖維板的錨固措施研究，芳綸纖位版的局部薄利文體研究。

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