高性能纤维的发展现状及展望

白琼琼

(中国纺织工程学会，北京 100025)

高性能纤维通常是指具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、阻燃等优良特性[1]的纤维材料，其品种繁多，被广泛应用于生物医药、建筑、土工织物、航空航天和电子等领域。按材料属性，高性能纤维可分为有机纤维、无机纤维和金属纤维[2]。有机高性能纤维，一类是由于柔性分子链高度取向、结晶具备优异的力学性能，另一类是分子中含有大量芳环或芳杂环的刚性链分子赋予纤维优异的力学性能、耐热性、耐腐蚀性，主要包括：芳香族聚酰胺纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维等。无机高性能纤维主要包括：碳纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、硼纤维等[3]。金属纤维占比较小，具有材料轻量化、智能化、高性能化和多功能化等特点，目前主要发展方向为纤维增强铝基、钛基、镁基复合材料和金属层状复合材料。高性能纤维按性能可划分为高强高模纤维、耐高温纤维、阻燃纤维、耐强腐蚀纤维、特种功能纤维等[1]。

本文着重从碳纤维、芳纶(PPTA)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维、聚酰亚胺(PI)纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维等常用高性能纤维入手，主要综述这几类高性能纤维的性能特征和应用领域，阐述高性能纤维市场现状，最后指出存在问题并展望了其发展前景等。

1 主要高性能纤维的性能和应用

1.1 碳纤维

碳纤维是由聚丙烯腈(PAN)、粘胶或沥青等有机纤维原丝经预氧化、低温碳化、高温碳化、石墨化等一系列物理化学变化得到的……