前段时间，我们推送了有关芳纶Ⅲ简单介绍以及芳纶Ⅲ与碳纤维争夺高富帅的文章，今天我们来谈谈芳纶Ⅲ的应用，也是有关芳纶Ⅲ的完结篇。
一、芳纶Ⅲ的简述
芳纶Ⅲ是对位芳杂环共聚酰胺纤维系列产品，因独特的分子结构和工艺技术而具有低密度、超高强度、超高模量、耐高温、抗冲击性好、耐磨性好、透波性好等优良性能，是综合性能最好的有机纤维之一，在飞机部件、星载/机载/舰载雷达罩、卫星部件、防弹材料、仪器防舱、电力电信、输送材料、体育用品等领域有广泛应用。
Ø芳纶III综合性能优异，力学性能居批产有机纤维之首
芳纶III纤维力学性能（股纱强度和模量）方面领先优势较大，在同类纤维（对位芳纶）领域，芳纶Ⅲ纤维力学性能水平较常规的芳纶II (芳纶1414)高出50%以上，强度超过高强型碳纤维T700水平，模量仅次于钢丝和碳纤维。与其它纤维性能比较见表1
表1 中蓝晨光（芳纶III）STARAMID F-358与其它纤维性能比较
密度(g/cm3) | 强度(MPa) | 模量(GPa) | 断裂伸长率(%) | 热膨胀系数 10-6/℃ | 分解温度(℃) | |
STARAMID F-358 | 1.44 | 5000 | 150 | 3.0 | -4.0 | 530 |
S玻纤 | 2.49 | 4600 | 85 | 5.4 | — | 850+ |
钢丝 | 7.75 | 1970 | 200 | 2.0 | — | 1500+ |
尼龙-66 | 1.16 | 990 | 5.5 | 18.3 | — | 254+ |
涤纶 | 1.38 | 1160 | 14 | 14.5 | — | 256+ |
进口高强芳纶1414 | 1.44 | 3300 | 92 | 3.3 | — | 550 |
进口高模芳纶1414 | 1.45 | 3000 | 120 | 2.4 | -4.9 | 550 |
超高分子量聚乙烯纤维 | 0.97 | 2580 | 117 | 3.5 | — | 149+ |
高强型碳纤维(T700) | 1.80 | 4900 | 230 | 2.1 | -0.38 | — |
图1 中蓝晨光芳纶III纤维（STARAMID F-3）与其它纤维力学性能分布图
Ø突出的耐热&耐热老化性
芳纶Ⅲ不会发生熔融，具有突出的耐热性。在氮气环境中温度达到538℃时或在空气环境中温度达到520℃时，芳纶Ⅲ才会分解。分解温度会随着升温速度及暴露时间的变化而变化。另外，国产芳纶III（中蓝晨光）系列产品比进口芳纶1414具有更好的抗热老化性能。
Ø优异的阻燃性
芳纶Ⅲ具有优异的阻燃特性，其极限氧指数(LOI)高达42，因此当它离开火焰时不会继续燃烧。
二、应用领域
芳纶III作为一种综合性能最好的轻质高强材料之一，广泛应用于国防军工和现代工业等领域，其应用形式主要有缠绕、UD、织物等。例如，芳纶Ⅲ UD预浸料可以用于飞机尾翼、腹鳍、机舱、安全防护、复合装甲等制件的制备；织物可用于机载、舰载雷达罩、防弹头盔等；缠绕可用于火箭发动机、压力容器、隔爆装置、铀浓缩离心机等。
今天我们主要来讲讲芳纶Ⅲ在现代防弹衣领域中的应用
【1】什么是现代防弹衣？
防弹衣是指“能吸收和耗散弹头、破片动能，阻止穿透，有效保护人体受防护部位的一种服装”。从使用看，防弹衣可分警用型和军用型两种。从材料看，防弹衣可分为软体、硬体和软硬复合体三种。软体防弹衣的材料主要以高性能纺织纤维的复合材料无纬布为主，这些高性能纤维远高于一般材料的能量吸收能力，赋予防弹衣防弹功能，并且由于这种防弹衣一般采用纺织品的结构，因而又具有相当的柔软性，称为软体防弹衣。
硬体防弹衣则是以特种钢板、超强铝合金等金属材料或者氧化铝、碳化硅等硬质非金属材料为主体防弹材料，由此制成的防弹衣一般不具备柔软性，以插板形式为主。软硬复合式防弹衣的柔软性介于上述两种类型之间，它以软质材料为内衬，以硬质材料作为面板和增强材料，是一种复合型防弹衣。
【2】什么材料可以被用作制造防弹衣？
目前工业化、大规模生产的高性能纤维主要有对位芳香族聚酞胺纤维(芳纶纤维)、超高分子量聚乙烯纤维和炭纤维, 广泛应用于防弹领域的是前两种。
目前将高性能纤维纺成布有两种类型:机织布和无纬布。前者是通过织机进行编制,后者则是通过特殊的单向复合(U D )工艺制成。目前芳纶纤维防弹品种涵盖了两种工艺, 而超高分子量聚乙烯纤维作为防弹材料多为无纬布。
【3】为什么不选用超高分子量聚乙烯（UHMWPE）？
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维具有较高的防弹实力，在国防军需装备方面，由于该纤维的耐冲击性能好，比能量吸收大，可以制成防护衣料、头盔、防弹材料。
图2.1 特种有机纤维在不同温度下耐老化性能对比
但是超高分子量聚乙烯（UHMWPE）有一个致命的缺陷：耐热性能不好，抗蠕变性差。这种材料不适用于军事防弹衣。因为超高分子量聚乙烯限制操作温度不能超过90摄氏度。而在军事上，有存在与火或热物体特定接触的可能性较大，当温度较高时，超高分子量聚乙烯性能会大幅降低，不再具备防弹能力。如图2.1所示在100度时，超高分子聚乙烯的强度保持率降低到了45%，120度时，只剩下了25%。相较而言，芳纶III纤维不仅具有更高的力学性能，且在高温下强度保持率是最高的。
【4】性能对比
国产芳纶III由中蓝晨光化工研究设计院有限公司于2006年率先开发成功，商品名为STARAMID F-3。其产品拉伸强度达到5.0GPa，拉伸弹性模量150-180GPa，性能居国内批产有机纤维之首，达到俄罗斯Rusa批产产品水平，具有优异的防弹性能。
图3 中蓝晨光芳纶III（STARAMID F-3）、芳纶1414、UHMWPE纤维防弹性能测试
相较于芳纶1414和UHMWPE纤维，国产芳纶III纤维（中蓝晨光）具有更优异的耐冲击性和防弹性能。如3图所示，分别采用51式7.62mm铅芯弹和9mm铅芯弹测试纤维防弹性能，可以发现国产芳纶III纤维具有更高的比吸能SEA值。
三、总结
相对于芳纶1414，芳纶Ⅲ防弹性能更优，制造的防弹材料更轻，而且不存在UHMWPE纤维具有的蠕变现象与不耐温问题。芳纶Ⅲ应用在现代战争和反恐中更利于发挥人员和装备快速机动的特点而赢得胜利。芳纶Ⅲ尤其适合制作高端防弹材料，如VIP防弹服、先进装甲战车等装备，保障重要人员的人身安全与先进战车在陆地移动和空中运输过程中的快速机动能力。
看了这么多，想必大家都能猜到小编心中谁才是正真的“高富帅”了吧。当然是芳纶Ⅲ了。
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