芳綸纖維最早由美國杜邦公司于20世紀60年代研制成功并實現(xiàn)工業(yè)化生產。該公司生產的Kevlar纖維(對位芳綸)包括Kevlar-49、Kevlar-29等10多個牌號,每個牌號有數(shù)十種規(guī)格的產品。目前全球生產對位芳綸的廠家主要有美國杜邦公司、日本帝人公司和俄羅斯耐熱公司等,前兩家公司的年產量分別占世界總產量的55%和40%。
經(jīng)過長期的應用開發(fā),芳綸纖維已經(jīng)從僅應用于軍工和航天領域的特殊材料,發(fā)展為在工業(yè)和民用領域有著廣泛應用前景的高性能材料。近年全球對位芳綸的需求量為5.5萬噸/年~5.7萬噸/年,預計2010年全球對位芳綸需求量達7.8萬噸~9萬噸。目前,全球的對位芳綸仍然供不應求,大部分生產由杜邦和帝人公司控制,其他公司生產能力有限。“9·11事件”以來,防彈級芳綸需求快速增長,對位芳綸纖維的供應短缺加劇。為此,杜邦和帝人公司多次擴產,其他公司也在積極開發(fā)。
芳綸纖維是一種新型高科技合成纖維,主要分為對位芳酰胺纖維(PP鄄TA,芳綸1414)和間位芳酰胺纖維(PMIA,芳綸1313)。芳綸纖維具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能,其強度是鋼絲的5~6倍,模量為鋼絲或玻璃纖維的2~3倍,韌性是鋼絲的2倍,而重量僅為鋼絲的1/5,在560攝氏度以下不分解,不融熔。芳綸纖維還具有良好的絕緣性和抗老化性能,其發(fā)明被認為是高性能纖維領域的一個里程碑。
我國對位芳綸纖維的研發(fā)起步較晚,從上世紀80年代起,先后有多家單位進行研制。由于芳綸纖維的投資成本高、技術難度大,相關國家對我國實行技術封鎖,同時,我國現(xiàn)有對位芳綸產量小,產品質量不穩(wěn)定,離實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產還有差距。
在我國,芳綸纖維的主要用途是光纖補強材料,其次為防彈材料領域。,國外有7%~8%的芳綸纖維用于防彈衣、頭盔等軍工領域;航空航天材料、體育用材料所占比例約為40%;輪胎骨架材料、傳送帶材料等領域約占20%;高強繩索約占13%。作為增強型材料,芳綸纖維在部分領域發(fā)揮了不可替代的作用。近年來子午線輪胎的快速發(fā)展,更推動芳綸纖維的應用。據(jù)介紹,用芳綸纖維代替鋼絲生產的輪胎,其重量可減少30%,滾動阻力大幅下降且輪胎的耐刺扎性能好。目前,米其林、固特異、倍耐力等世界輪胎巨頭生產的輪胎,其骨架材料已有相當一部分采用芳綸纖維。