罗益峰
（全G特种合成纤维信息中心）
高性能纤维的不断创新是高性能产业用纺织品及复合材料用纤维领域的重要进步。本文所述新型高性能纤维，是指G外已产业化但G内尚未研制或未继续研发的重要高性能纤维，以及G内外正迈向产业化道路的新一代高性能纤维。
1 耐热阻燃类纤维
1．1 聚酰胺酰亚胺类纤维(Kermel®)
Kermel®纤维*早由法GRhdne-poulenc S．A．(罗纳.普朗克)公司于1972年开发成功，其突出特点是阻燃性、耐热性、高温尺寸稳定性、高温耐热老化性和穿着舒适性均优良，在火焰中不熔滴，LOI值为32。主要用作短纤，以纤度2．2 dtex、长度40 mm为主，普通型强度为2．8～3．2cN／dtex，高强型为3．7～4．1 cN／dtex，呈麦秆黄或浅黄色。
Kermel®纤维主要用作军服、沙漠战斗服及防护手套等，如英G和法G的军服及阿尔及利亚的特种部队军服等。此外，Kermel®与阻燃粘胶纤维的混纺织物已用于英、法、西、德等G的军服、消防服、石化厂工作服及其它特殊工业用途。Kermel®与羊毛的混纺织物已用于法G的军用内衣、荷兰和瑞士的消防服，Kermel®与Kermel®的混纺织物(64／36)已用于英、法的消防用套头夹克和意大利的消防服，后者被称作Kermel®HTA织物。总之，Kermel®消防服已占据欧洲约60％以上的市场。
另外，由于Kermel®的耐腐蚀性优良，特别是耐酸性和耐溶剂性优良，因此可用作耐腐蚀性液体的滤材。随后Rhdne?Poulenc S.A．公司与美GAmoco(阿莫科)公司合资组成了Kermel公司，并成功开发了共聚的改性纤维，用于高温粉尘滤袋等，从而使Kermel®的产能由1996年前的300 t／a增至700 t／a，1997年又继续增至750t／a，并在进入21世纪后开发了超细纤维新品种，这种纤维能反射红外线，可进行原液染色或织物印染，色牢度、抗紫外线及洗涤牢度好。目前我G尚未有研制。
1.2酮酐类聚酰亚胺纤维（P84®）
P84®纤维于20 世纪70年代末由美Gupiohn公司开发，后来转让给了奥地利Lenzing(兰精)公司生产，并于1996年被英GInspec Fibers公司收购，其产能也由原来的300 t／a增至现在的800 t／a，产品有单丝、复丝和短纤维等。
P84®纤维的*大特点是湿纺后自然形成近似中空截面的纤维，密度低、抱合性好，耐热性、阻燃性及耐腐蚀性优良，不会在酸性气体的露点温度下遭腐蚀，因此适用于高温粉尘滤袋、军服及消防服中，唯一的不足是纤维强度较低，只有1．8 cN／dtex左右。此外，由于该纤维在真空条件下不会释放出微量气体，因此适用于宇航用的绳缆类制品。
1.3聚醚酰亚胺(Ultem®)和Valox®纤维
美GGE公司于2007年发布了由Ultem®和Valox®树脂所纺制的新型耐热、阻燃纤维及其非织造布和织物，它是为适应日益严格的机内纺织品等内装饰材料的防火、烟尘及毒性要求而推出的。此外，该纤维还可改善飞机舱内的空气质量和舒适性并使系统成本下降，且设计自由度更大，值得关注。Ultem®纤维与玻璃纤维的混纺线可制成复合板等，用于飞机上，此外还可用作高温过滤介质和防护衣等。2007年9月，沙特基础工业公司(SABIC)收购了该业务部门，并从美GHills尔)公司购买安装了高温熔融纺丝生产线，可纺2～6 D／f的PEI和Extem 纤维等，可进行着色，有长丝和短纤等品种。
2阻燃纤维
目前*具代表性的有机阻燃纤维是蜜胺(三聚氰胺一甲醛)纤维Basofil®，与其它抗燃纤维如PAN预氧化纤维(黑色)、酚醛树脂纤维(金黄色)不同的是，该纤维呈白色，可进行印染等后处理，同时强度较高，约为2～4 cN／dtex，LOI值为32，长期使用温度为200℃，不熔滴。Basofil®纤维是由德GBAsF(巴斯夫)公司于1994年开发的，当时的产能为1 630 t／a。其制备工艺主要是将缩聚好的蜜胺中间缩合物(含水18％)进行干纺及后处理，然后卷取，卷取速度为200 m／min。
Basofil®纤维主要用于军服和消防服、防护手套等，被誉为*理想的消防服材料。2003年，BASF公司的Basofil®纤维业务被美G*用纺织品制造商Mckinnon Land Moran公司收购，并继续在美G北卡罗来那州的BASF工厂生产，并运用该公司的“抗燃纱阻燃技术”织成了Alessandra织物，其中的Basofil®成分用于提供防火屏障。目前，我G尚未对该类纤维进行研制。
3高强高模纤维
3.1聚芳酶纤维(Vectran® )
Vectran®纤维是共聚类纤维，*早由美GHoechst Celanese(赫斯特赛拉尼斯)公司研发，后又转至日本可乐丽公司实现产业化。其主要单体原料为对羟基安息香酸(HBA)和6一羟基2一萘甲酸(HNA)，经缩聚制成液晶态聚合物后再经熔纺与热处理而得。纤维的密度为1．41lg／cm3，强度约为23．7 cN／dtex，具有低蠕变、不吸湿、耐热及低温耐磨性，尺寸稳定性好，耐切创性是Kevlar®纤维的2．5倍，涤纶的10倍，且振动衰减性优良。因此，该材料主要用作复合材料增强纤维、海洋用绳缆、光缆补强件、同温层飞行的飞艇张力元件、火星探测器的软着陆气囊、宇航服材料(耐120～150℃)、混凝土补强材料、防护手套、工程防护板、高档音箱材料、绳网类、体育用品等。2006年该纤维的产能为500～600 t，2007年增至1 000 t，2008年的产量则为800 t。我G东华大学曾进行过Vectran。纤维的小试技术鉴定，但随后又终止了研究。
3.2吡啶环的芳杂环类纤维(M-5®）
M-5®纤维的组成为聚[2，5-二羟基一1，4-亚苯基吡啶并二咪唑](PIPD)，是将四氨基吡啶(TAP)盐酸盐和2，5-二羟基对苯二甲酸(DHTA)在多聚磷酸(PPA)中缩聚后，采用液晶溶液的干喷湿纺制成初生丝，再于400～550℃下热处理而得。
该纤维的*大特点是压缩强度高，达1．5 GPa，居高性能纤维之冠，强度为5 GPa，模量达300 GPa，可与俄罗斯的Armos®和东洋纺的Zylon®(PBO )纤维相媲美。而Kevlar®纤维的强度与模量各为3GPa和100 GPa，压缩强度仅为0．5 GPa，因此M-5®纤维作为代钢筋材料及抗压结构材料具有广阔的发展前景。
M-5®纤维*早由荷兰的Akzo Nobel(阿克苏?诺贝尔)公司开发，后由美GDuPont(杜邦)公司和 Magellan(麦哲伦)公司进一步研发，已进入中试阶段。目前我G对该类纤维的研制正处于准备阶段。
3．3聚酮纤维(Syblon®)
美GShell Chemicals(壳*化学)公司开发了聚酮树脂，而日本旭化成公司采用独创的从聚合物到纺丝的专利技术开发了世界*款聚酮超强纤维。2006年1月，旭化成公司在日本延冈建成了产能为20 t／a的试验生产线，由一氧化碳和乙烯在催化剂条件下通过气相反应而制取树脂，然后与溶剂和催化剂配成溶液，湿纺后在由多种盐组成的凝固水溶液中成形，再于金属盐水溶液中进行多段热拉伸而得。
Syblon®纤维的密度为l.3 g／cm3，强度为1 8 cN／dtex，断裂伸长率为3％，含湿率为0．6％，熔点为272℃，与橡胶的粘合性好，因此其市场目标是取代粘胶帘子布应用于扁平子午胎，如果能取代100A，的粘胶基碳纤维市场，其需求量即可达7 000 t／a。此外，该纤维还可用作高压软管、防护手套、密封材料、电池隔膜和复合材料等。2008年投产后将进一步扩至1000 t／a的产能。目前我G尚未有研制。
3．4聚酰亚胺及其共聚纤维(PIM)
*早产业化的PIM是DuPont先锋研究室研制的PRD-14，但随后停止了生产。至20世纪90年代，一*德G公司曾研制出了从耐热纤维至高强高模纤维共6个系列的PIM及其共聚纤维，其基本性能如表1所示，但迄今未有产业化的报道。我G中科院长春应用化学研究所已通过该纤维的中试鉴定。
3．5高性能纳米纤维（GNF)
3．5．1 酚醛类GNF和酚醛基碳纳米纤维(GNF-C)
日本群荣化学工业公司*近研制出了3种GNF，其中酚醛类GNF及GNF?C是通过将纤维素和诺沃拉克线型酚醛树脂进行混合纺丝后，出现相分离现象而制得具有海岛型结构的复合纤维，岛成分为诺沃拉克，为了取得岛成分的GNF，须用溶剂等将海成分洗净除去。若要进一步制成GNF?C，则只需将上述海岛纤维在烧成碳化工程中，连续除去海成分而高效制得，其特点和特性如表2所示。
GNF?C与CNT(在金属催化剂作用下使碳素结晶化成长，然后将催化剂除掉)不同，是无定形碳，表面存在许多含氧官能团，表面亲和性比CNT强，气相成长法CNT 长度有限，而GNF?C可随意控制纤维长度，当制成非织造布或纸时，其络合性比CNT强，可减少粘合剂的用量。GNF?C的导电性不及CNT，但复合材料的强度比CNT高，例如锦纶的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量分别为33.3、660、3
