芳綸纖維及其復合材料—國防軍工領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料

• 薛圳揚 2023年6月26日 來源：中研網(wǎng) 448 23
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軍事防護領(lǐng)域：鑒于優(yōu)異的抗沖擊特性，芳綸纖維被廣泛用于制造防彈背心和坦克裝甲材料的軍事用途。

芳綸纖維全稱為“芳香族聚酰胺纖維”，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，芳綸纖維于1960s由美國杜邦公司（商品名為Kevlar）研發(fā)成功并商業(yè)化，因此在碳纖維出現(xiàn)之前，芳綸纖維一直占據(jù)著高性能纖維市場。與碳纖維一樣，芳綸纖維并不會直接作為最終產(chǎn)品，至少要做成織物或相應的復合材料才能使用。

根據(jù)中研普華研究院撰寫的《2023-2028年中國復合裝甲行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預測報告》顯示：

1、芳綸纖維及其復材的應用領(lǐng)域

芳綸纖維具有特殊的性能，包括優(yōu)異的抗沖擊和耐磨性、耐高溫性以及低重量等。由于這些特性，這種材料經(jīng)常用于陸軍、空軍、水上運動和汽車運動，以及輪胎、服裝和防護手套的制造和許多其他用途。

圖表：芳綸纖維及其復材應用領(lǐng)域

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資料來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

航空航天領(lǐng)域：在航空航天方面，芳綸由于質(zhì)量輕而強度高，作為結(jié)構(gòu)材料可節(jié)省了大量的動力燃料，比如常用作蜂巢結(jié)構(gòu)材料，采用環(huán)氧樹脂浸漬芳綸布形成芳綸預浸料，并直接與蜂窩或泡沫結(jié)構(gòu)相黏結(jié)制備的多層蜂巢結(jié)構(gòu)的板材，由于具有突出的耐沖擊、質(zhì)量輕、優(yōu)良的透電磁波性等特性，可以適用于制作導彈、飛機上的寬頻透波材料和可以承受沖擊力量的結(jié)構(gòu)部件，例如整流罩、機艙內(nèi)襯板等高性能夾層結(jié)構(gòu)。

軍事防護領(lǐng)域：鑒于優(yōu)異的抗沖擊特性，芳綸纖維被廣泛用于制造防彈背心和坦克裝甲材料的軍事用途。防彈背心通常是由幾十層芳綸組成的材料制成，并在兩層之間包括一個陶瓷板。一些裝甲車（如美國M1坦克）所用的防護罩是由鋼-芳綸-鋼材料制成的，可以抵抗直徑達700mm的反坦克導彈。此外，除了保護坦克本身外，鋼-芳綸-鋼護盾還通過吸收穿透導彈產(chǎn)生的動能來保護乘員。

2、分類

按照結(jié)構(gòu)分類，芳綸可分為對位芳綸、間位芳綸和鄰位芳綸；按照聚合單體種類，芳綸可分為芳綸I型、芳綸II型、芳綸III型和雜環(huán)芳綸。芳綸中最具實用價值的品種分別為分子鏈呈鋸齒狀的間位芳綸1313、分子鏈呈直線狀的對位芳綸1414。

我國把對位芳綸及纖維列入我國重點發(fā)展的新材料之一，國務院、國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部多次將對位芳綸列入重點關(guān)鍵新材料發(fā)展名單。

間位芳綸（芳綸1313）是一種柔軟潔白、纖細蓬松、富有光澤的纖維，化學名為聚間苯二甲酰間苯二胺，間位芳綸屬難燃纖維，在空氣中不會自燃或融化，離開火焰后會自熄。纖維遇高溫時，會迅速膨脹碳化，形成隔熱層，能阻擋熱量的傳遞，起到有效的保護作用。間位芳綸對日光的穩(wěn)定性較差，難以染色。純間位芳綸制成的芳綸紙具有高強度、低變形、耐高溫、耐化學腐蝕、阻燃和優(yōu)良的電絕緣性能，廣泛應用于國防、航空航天、高速列車和電工絕緣等領(lǐng)域，是一種關(guān)系國家安全的高科技新材料。

對位芳綸（芳綸1414））呈金黃色，貌似閃亮的金屬絲線，化學名為聚對苯二甲酰對苯二胺，在芳綸1313基礎(chǔ)上，美國DuPont公司成功研制出芳綸1414，芳綸1414具有比芳綸1313更好的綜合性能，它的出現(xiàn)被認為是材料界發(fā)展的一個重要里程碑?？蓱糜诤娇蘸教旃I(yè)中用于制造導彈的固體火箭發(fā)動機殼體和用于制作大型飛機的二次結(jié)構(gòu)材料（如機艙門、窗、機翼有關(guān)部件等）、國防工業(yè)中的防彈衣、防彈頭盔、防刺防割服、排爆服、高彈度降落傘、防彈車體、裝甲板等。

3、現(xiàn)狀分析

我國由于起步較晚，與發(fā)達國家還存在著很大的差距，目前芳綸纖維的使用大部分還依賴于進口，尤其是對位芳綸，技術(shù)難度和性能指標遠高于間位芳綸。但隨著我國對芳綸纖維的重視和投入，部分國產(chǎn)廠商在芳綸纖維市場也占有一席之地。如泰和新材已實現(xiàn)了芳綸纖維的商業(yè)化生產(chǎn)，在國內(nèi)芳綸纖維的產(chǎn)業(yè)化中走在前列，年產(chǎn)量逐年提升。

芳綸纖維具有優(yōu)異的阻燃耐高溫和高強高模特性，一直是國防軍工領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，主要用于軍警作戰(zhàn)服、蜂窩結(jié)構(gòu)材料，防彈衣、防彈裝甲等。芳綸纖維產(chǎn)品主要有間位芳綸和對位芳綸兩種，國內(nèi)對位芳綸國產(chǎn)自給率僅有23%，存在巨大的替代空間，而間位芳綸，我國雖然產(chǎn)能充足，但從產(chǎn)品形態(tài)來看都是低端的工業(yè)過濾材料，急需向高端發(fā)展。目前從全球競爭來看，行業(yè)基本被國外巨頭所壟斷，但國內(nèi)廠商經(jīng)過自主發(fā)展，目前已經(jīng)可以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，未來有望在國際舞臺上進行競爭。

欲了解更多行業(yè)的市場數(shù)據(jù)及未來行業(yè)投資前景，請點擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報告《2023-2028年中國復合裝甲行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預測報告》。

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