芳綸紙蜂窩芯材的制備技術及其應用研究進展

張建明 黨曉娟

夾層結構作為復合材料領域的重要結構形式之一，它由上下2層較薄的面板和較厚的輕質芯材組成，芯材連接上下面板使之成為一種整體結構，讓面板在承擔較高的拉壓應力時不發生屈曲，同時將剪切應力從面板層傳遞到芯材內層，因此，夾層結構具有質量輕、彎曲剛度和強度大、抗失穩能力強等優點[1，2]。該結構形式首先在航空航天領域得到應用，如英國的“蚊式”轟炸機上就采用了全木質的夾層結構[3]。

芳綸紙蜂窩芯材作為夾層結構復合材料用芯材之一，其具有天然蜂巢的六邊形結構，用其制備成的夾層結構具有比強度高、比剛度大、結構穩定性強、隔音、隔熱、阻燃、燃燒時煙量少且毒性小等優點。芳綸紙蜂窩芯材按照孔格形狀，主要分為六邊形蜂窩、過拉伸型蜂窩、增強六邊形蜂窩和柔性蜂窩[4]；按照芳綸紙的類型又可將芳綸紙蜂窩分為間位芳綸紙蜂窩芯材和對位芳綸紙蜂窩芯材（分子式見圖1所示）。間位芳綸是由間苯二甲酰氯和間苯二胺進行界面縮聚或者低溫溶液縮聚制得，美國杜邦公司的Nomex@間位芳綸紙為其代表之一，國內煙臺民士達特種紙業股份有限公司（以下簡稱“煙臺民士達”）、超美斯新材料等公司股份有限公司（以下簡稱“超美斯新材料”）也已形成間位芳綸紙的商業化生產；對位芳綸是由對苯二甲酰氯和間苯二胺縮聚制得，美國杜邦公司商品名為Kevlar@的芳綸紙就采用對位芳綸制作而成，國內華南理工大學、深圳昊天龍邦復合材料有限公司及煙臺民士達也可生產與杜邦Kevlar@對位芳綸紙性能接近的產品。……