谈一谈芳纶纤维相比与碳纤维的优势

目前，芳纶纤维和碳纤维是新型复合材料领域广泛使用的原材料。虽然两者都有极高的抗拉强度和模量，但在性能和用途上有很多不同。那么有什么区别呢？

碳纤维是含碳量在90％以上的高强度高模量纤维，具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性，外形呈纤维状、柔软、可加工成各种影响织物。用途上我们主要可以做成增强学生复合建筑材料技术用于提高飞机进行结构设计材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料发展以及企业用于生产制造火箭外壳、机动船、工业控制机器人、汽车板等高科技创新产品包装材料。

芳纶纤维是一种新型的高科技合成纤维，具有超高强度、高模量、耐高温、耐酸、耐碱、重量轻等特点。 在560 ℃ 温度下，它不分解，不熔化，具有良好的绝缘性和抗老化性能，而且使用寿命长。 芳纶纤维是国防和军工的重要材料，非常适合现代战争的需要，其他芳纶纤维也广泛应用于航空航天、机电、建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个领域。 目前，约7%至8%的芳族聚酰胺产品用于防弹背心和头盔，约40%的航空航天材料和运动材料，约20%的轮胎骨架材料和传送带材料。 高强度绳索和其它方面约占13%。

虽然他们是最受欢迎的增援，但是他们的表现还是有一些差距，主要在于

1.在力学性能上，芳纶拉伸强度可达2815Mpa，弹性模量126Gpa，断裂延伸率2.5%，密度1.44g/cm^3,相对于碳纤维地强度稍稍逊色了一些，但是芳纶地显著特点在与抗冲击，具有更高的延展率，而且重量更轻。

2.稳定性方面，芳纶具有非常良好的热稳定性，在高温作用下可以直至分解也不发生变形，能长期在180℃下使用，在150℃下作用一周强度和模量都不发生变化，热膨胀系数为-2x10^-6，相比芳纶，碳纤维的热稳定性也同样优越。

3.热化学性能上，芳纶具有良好的耐介质性能，对中性化学药品的抵抗力很强，但是易受强碱强酸的侵蚀，这点相比于碳纤维的热化学性能，还是略逊一筹。

但是与碳纤维相比，芳纶纤维还有其他优点:

1.芳纶纤维不导电，在用于类似于混凝土内部结构补强，完全可以不用进行考虑问题类似于我们必须与钢筋隔离等限制。

2.碳纤维抗剪强度低，易断裂，施工倒角半径不应小于20mm，仅需芳纶纤维的一半（10mm）即可。

芳纶纤维的弹性优势在于它能承受动载荷和局部冲击力，就施工可操作性而言，芳纶纤维无疑是最合适的材料。

4.碳纤维加固后的破坏模式是脆性的，没有明显的征兆。因此，作为结构设计，必须采用较大的安全系数。而芳纶纤维布弹性模量低，伸长率高。试验表明，受损的素混凝土构件在用芳纶纤维布加固后再次加载时仍具有塑性。

综上，相比于碳纤维，芳纶的强度和化学性稍逊一筹，但是通过其他企业特性则拓展了应用研究领域。比如芳纶纤维不导电，因此在我国地铁、工业生产厂房等用电安全设备存在较多的结构中，使用碳纤维布显然是一个不太合适，此外，碳纤维主要用于提高混凝土内部结构补强时，务必保证其与钢筋隔离以防止电化学腐蚀，而使用芳纶纤维则不受此影响条件以及限制。另外碳纤维可用于设计荷载较为系统稳定的房屋建筑加固技术领域。而对于承受动载和局部冲击社会作用，进行延性补强，用于震动频繁的道桥领域，芳纶纤维复合材料发展无疑是我们最好的选择。