芳纶纤维的发展现状及应用
芳纶纤维的发展现状及应用
芳纶纤维全名芳香族聚酰胺纤维( aramid) ，是由亚酰胺键或酰胺键连接的芳香族基团所构成的线型大分子组成的纤维，直接与两个芳环相联结的至少有 85%的亚酰胺键或酰胺键，且当亚酰胺键存在时，其数值不超过酰胺键的数量。芳纶纤维具备卓越的阻燃性、耐热性、高韧性，同时模量高、绝缘能力优异，是高性能纤维，经过多年的研究与发展，芳纶纤维已实现了商业化应用，在军工国防、航空航天、交通运输、能源通讯、环保建材、防护用品、体育器材、纸张制造等等领域。虽受制于技术封锁，我国的芳纶企业还无法与帝人、杜邦竞争，但经过国内技术人员的持续研究，我国已实现所有对位芳纶的规格和品种的国产化，包括高模、高强对位芳纶，2020 年我国实现年产 29000 吨芳纶纤维，主要以两款最经典的产品———间位芳纶纤维 ( PMIA ) ( 市场份额 80%) 、对位芳纶纤维( PPTA) 为主，同时突破了可用于军用防弹头盔的超高强对位芳纶制备技术。我国千吨级对位芳纶的骨干企业主要有泰和新材( 其间位芳纶位居全球第二) 、中化国际、中芳特纤、蓝星新材、仪征化纤、瑞盛新材。芳纶纤维是我国关键战略材料的重要品种之一。
1.1芳纶纤维的结构
两种常见芳纶纤维的结构及合成方法及优势性能对比见表 1。
纺丝时，主链的这类大共轭苯环、线性刚性结构规整、分子链高度有序的结构，即使在有限空间，芳纶纤维的分子链也能沿着纤维的取向，进行高密度、多层的堆叠，形成高度取向、高强度的结构，且芳纶纤维的分子链间有氢键交联，即一条分子链的羰基可与另一条分子链酰胺基团的氢形成氢键。微纤结构、次晶结构和皮芯结构都是芳纶纤维的超分子结构形态。对于皮芯结构，皮层结晶度较小( 厚度 0.1μm～1μm) ，取向度较高( 芯层沿纤维轴向排列的是单晶) 。纵向的分子取向几乎与纤维轴的取向平行，轴向具有强共价键，当轴向受力断裂，其结构会劈裂成更细的微纤单丝; 横向是与氢键片层的辐射状平行，即为较弱的氢键，当垂直于轴向的力施加在纤维上时，着力点被分层破坏。轴强横弱，致使芳纶纤维具有各向异性的力学性能，强度也呈现纵强横弱的特点，压缩和剪切性能较差。即便如此，对于抗压强度，由于芳纶纤维存在横向氢键，比超高分子量聚乙烯高。
张亚如通过扫描显微镜观察龙邦、圣偶、韩国三个品牌的间位芳纶纤维的有这较光滑的纵向表面，红外光谱测的有明显的苯环、酰胺键的震动，取向度54.2%～56.0%，结晶度 44.5% ～54.5%，纤维断裂强力8.3cN～9.3cN、断裂伸长率37.1% ～40.3%、初始模量 40.5cN / dtex ～ 46.6cN/ dtex，标准大气下的含水率7.05% ～ 7.30%，使用纯水和 3.5%氯化钠去制备含水率分别为10%、20%、30%的芳纶纤维，其断裂强力发生下降，分别下降5.2% ~12.7%、16.0% ～21.8%、21.2% ～28.5%，断裂伸长率随含水率增加而上升，含水率增加最多的为2.2% ～ 4.6%，初始模量分别下降5.1%～25.0%、26.1% ～35.3%、29.8%～50.0%，拉伸性能在两种介质中的差别不大。在各条件下，不同含水率的芳纶纤维放湿、吸湿平衡时间如下表 2 所示。
对位芳纶的热降解符合二级反应动力学规律。杨陈等人使用高温烘焙对位芳纶，发现在低于350 ℃ 条件下，对位芳纶的分子结构和力学、热学性能保持稳定，高于 350 ℃ 后，温度升高，纤维的分子结构开始逐渐出现裂解、交联，力学性能、热学性能均逐渐下降，当温度达到 450 ℃ 以上，纤维的结晶度和取向度下降，特性粘度、各个方向晶面的表观晶粒尺寸有图通程度的增加。
1.2芳纶纤维的合成
芳纶纤维的合成的主要方法是一直沿用至今的日本帝人公司也使用的低温溶液缩聚法。国内也有很多在低温溶液缩聚方法上进行改良的合成方法，例如孔海娟等，引入正己烷，增大对位芳纶的比表面积。芳纶主要合成方法见表 3。
纺丝方法的研究有液晶纺丝技术，梁园等人，应用干喷湿纺成对位芳纶。在高度 12 毫米的空气层、10% 质量分数的凝固浴，8℃ 条件下，45 厘米的集束点的高度下，可制备出力学性能及最佳外观的1100分特的对位芳纶。
1.3芳纶纤维的性能
芳纶纤维的力学性能优异，比锦纶、涤纶、钢丝在力学性能方面要好很多，主要性能对比如下图 1所示。
图1 芳纶纤维力学性能与锦纶、涤纶、钢丝力学性能对比
在应用过程中，纤维的老化后的力学性能、酸碱溶液处理的性能等也需要得到研究。
郑有婧等人对芳纶纤维的气候老化进行研究，发现芳纶纤维的拉伸强度，通过人工老化，都发生下降，其中下降最大的是老化刚结束的时候，经24小时恒温恒湿调湿后，拉伸性能逐步稳定。
贾储源等人使用人工加速湿热老化对芳纶纤维的湿热老化性能你进行研究，发现在湿热老化过程中，芳纶纤维基本没有出现化学降解，没有分子结构变化，而是纤维的皮芯结构被水分子渗透，分子链段随时间的延长其聚集态结构逐渐变成无序，剥离纤维皮层，从而改变纤维的性能，1.45 °的结晶峰半峰宽变成 7.63 °。
间位芳纶应避免碱性条件使用。杨佑等人对不同含量DMAC的间位芳纶长丝，分别浸泡在稀释过的DMAC溶液、氢氧化钠、盐酸溶液中，而后对其进行热氧化处理( 300 ℃ ) ，发现含DMAC较高的间位芳纶在经过热氧化处理后，纤维断裂伸长率和断裂强度保持率的保持率均较低，且对前者的影响大于后者，热氧化750小时后，较高DMAC的纤维的基面有明显的空洞、裂纹，其断裂强度保持率为40.06 %; 经稀氢氧化钠浸泡过的含较高 DMAC含量的间位芳纶纤维，比经稀的盐酸、DMAC溶液处理的间位芳纶纤维的断裂伸长率保持率、断裂强度保持率低很多，较低含量DMAC的间位芳纶，经稀氢氧化钠浸泡处理的间位芳纶，在经过150小时的热氧化处理后，纤维表面被明显破坏，其断裂伸长率保持率、断裂强度伸长率分别为27.03 %、52.29 %.周琴等人发现芳纶纤维在空气存在，其表层的上浆剂在 150 ℃ ～ 200 ℃ 发生挥发，纤维表面无氧化反应，250 ℃ 以上分子链发生氧化，纤维表层分子链因紧密重排、氢键增强，分子链的苯环 C－H 键氧化成—COOH、—C—OH，纤维表面极性得到增强，处理 1 小时 40 分钟，表层分子的重排完成，纤维表层分子的平均晶粒尺寸增加，热处理 1 小时，结晶度提高 7.88 % 达最大，且极性含氧集团能提升与环氧树脂的界面粘合，界面剪切强度提高 11.9%为 18.05 MPa。纤维的单丝拉伸强度经热处理变化小，热处理 2 小时，其拉伸强度提升仅为 3 %。对位芳纶纤维表层分子链在 300 ℃ 热处理后，发生运动、重排、收缩，结晶度增加、提高 4.9 % 的单丝纤维拉伸强度，纤维分子链被氧化; 350 ℃ 热处理，表层分子链出现交联、收缩，纤维表层分子链也被氧化; 300 ℃ 、350 ℃ 热处理条件，分子链断裂的同时均出现明显的分子链分解。
芳纶纤维由于其表面的活化性能不足，在应用过程中会受到很多限制，因此对芳纶纤维改性能增大使用范围。芳纶纤维的改性，要么着眼于芳纶纤维光滑的表面，通过降低纤维表面的沿轴向的分子取向度，提高纤维表面的粗糙度，增加表面极性，提升纤维与基体的浸润性; 要么通过增加纤维表面的活性基团、“桥”基，通过对纤维表面进行功能化，使获得的活性基团或“桥梁”基团可以基体通过化学键或物理作用相结合，提高基体与纤维二者间的界面粘结强度。
芳纶纤维的改性方法主要有物理、化学改性。物理改性主要有等离子体技术、超声浸渍技术、γ－射线改性、深冷处理、热处理、超临界 CO2 处理、表面涂层技术及络合改性; 化学改性主要有表面刻蚀、表面化学接枝、生物酶接枝。
2.1物理刻蚀改性
芳纶纤维的物理刻蚀改性主要是使用等离子体、超声波等作用于芳纶纤维表面，以提高芳纶纤维的表面的粗糙度。
余荣禄等人使用等离子体对对位芳纶表面进行改性处理，而后使用环氧树脂丙酮溶液涂覆纤维表面，对位芳纶表面氧元素含量增加、纤维表面表层有原纤剥离、剥落、和环氧树脂基体的几面结合能力得到提高。
刘鹏翔研发了一种等离子体技术，使用极细的导线双螺旋型电极结构，对芳纶织物进行物理改性，并接入了丙烯酸单体，纤维表面粗糙、有明显的凹坑和突起物，比表面积增大，水接触角降低，提高了 64 %的表面自由能，最佳处理时间为 120 秒，用于芳纶帘线，增强了其与橡胶之间的粘合力。
2.2芳纶纤维的化学刻蚀改性
芳纶纤维的刻蚀化学改性主要是通过与特定的化学试剂发生反应，使得表面主链中的酰胺键发生水解，产生许多微原纤结构、纤维表面的高结晶被破坏、表面粗糙度提高，同时部分化学试剂作用还可以引入氨基等活性基团。常用的处理介质主要有无机酸或无机中性溶液和有机溶液。无机溶液刻蚀芳纶纤维一般会显著降低芳纶纤维的强度，因此对于需求较高强度的复合材料时，一般不会采用无机试剂，即使使用也需要严格控制处理程度。有机试剂不仅能使得芳纶纤维表面得到刻蚀，还可以引入一些基团和官能团，同时不会造成芳纶纤维主体受损。
谢有菊等人，使用邻苯二甲酸酐对芳纶纤维平纹织物进行化学刻蚀，纤维表面的粗糙度、纤维表面极性官能团以及与树脂基体间的化学键合作用得到增强，芳纶纤维及其复合材料的性能得到改善。
2.3化学接枝改性
罗林宗等人使用二甲基亚硫酰钠溶液对芳纶纤维处理，表面酰胺键产生活性位点，再分别用三氯丙基三乙氧基硅烷( KH230) 、烯丙基氯接枝，制备出改性的芳纶/ 炭黑/ 天然橡胶复合材料。前者接枝改性后，有－C－si－伸缩振动吸收峰出现在芳纶纤维表面，且 Si 含量增大; 后者接枝改性后，C 含量增大，O 含量降低，天然橡胶与芳纶纤维的界面相容性改善。且二者接枝改性后的芳纶纤维，表面粗糙度、复合材料拉伸强度、断裂伸长率均得到增加，晶体结构无影响，结晶度降低。
刘倩等人使用磷酸配合超声辅助对对位芳纶进行刻蚀，改性后对位芳纶纤维表面粗糙度增加、比表面积增大，含氧极性基团被引入，沉降体积提高 57.14 %，达 220 mL，动态接触角降低，纤维的水润湿性、水分散性及亲水性增强。纤维仍保持高结晶度、良 好的热稳定，改性对芳纶纤维的损伤小。
李翠玉等人使用氯化铝和 KH560 乙醇溶液改性芳纶纤维，纤维表面粗糙度、表面能增加，接触角减小 38.16%，树脂纤维间的界面粘结力增强，提升了复合材料的拉伸强力、抽出力，纤维本身的强力下降小 2，有效提升复合材料的性能。王泽嘉使用在 50 ℃ 条件下使用 2 %氯磺酸处理 10 分钟以及先用 100 %的醋酸酐浸泡 1 分钟再用甲醇处理 3 分钟这两种表面改性方法对芳纶纸进行改性，其力学性能均影响较小。李翠玉等人对芳纶纬平针织物使用硅烷偶联剂改性，再通过真空辅助树脂传递模塑成型工艺制备复合材料，改性后的芳纶复合材料的最大弯曲载荷、最大冲击载荷、最大拉伸载荷提高了 30 % 以上，最大压缩载荷提高了近 25 %。
杨陈等人使用液氨对对位芳纶纤维进行超低温处理，未发生纤维分子结构的变化。有孔穴在纤维表面出现、粗糙度增加，无定形区比例增加、比表面积增加，在1～ 2小时处理时间内纤维表面摩擦因素提高最佳，染色吸附性能得到提升，晶度、分子量、特性黏度、聚合度轻微下降，在可控的断裂强度下降范围内( 20 % 左右) ，动静摩擦因素可大幅提高，染色性能改善。
岳鹏飞等人使用路易斯酸/ CaCl2 / 乙醇溶液处理芳纶纤维，纤维表面有沟槽产生、粗糙度和比表面积均增大、结晶度降低、表面的化学基团和元素组成发生变化，单一纤维的接触角变小、增加纤维的润湿性，热稳定性变化不大。
2.4纺丝改性
曹凯凯等人使用经低温溶液缩聚而得到的间位芳香族聚酰胺树脂( 含有咪唑结构) ，再通过干湿法纺制得到改性的具有优异的热( 氧) 稳定性、阻燃性的芳纶长丝，同时力学性能优异，极限氧指数 46 %，灼热丝的起燃温度达 930 ℃ 、可燃性指数为 960 ℃ ，空气中的热稳定性比氯气稳定性好，阻燃等级 V－0。
芳纶纤维的颜色主要通过载体染色、非水介质染色及结构生色实现。载体染色是通过载体的加入，调整纤维大分子链的运动，改变( 降低) 芳纶纤维的玻璃化温度，削弱分子间氢键，从而上染芳纶纤维。非水介质主要是利用溶剂改变纤维聚集态结构、溶胀芳纶纤维，同时分散染料的聚集体形貌结构得到调控，促使染料分子扩散入芳纶纤维内部上染。结构生色是引入纳米粒子，调整纳米粒子的形态、粒径，改变织物颜色或者加入高折射率的物质构建周期性纳米结构，是环境友好的一种生色方法，依赖纳米粒子或光子晶体的结构及排列。
3.1间位芳纶的染色
由于间位芳纶结晶度高、对称的分子结构，以及大量苯环在分子结构中产生位阻效应，使得酰胺键很难与其他基团发生化学反应，导致纤维表面活性低，染色困难。目前间位芳纶主要有纺丝原液染色、溶剂染色、载体染色以及表面改性后染色这几种染色方法。其中，纺丝原液染色对灵活多变的小规模染色不适用，且控制颜色相对较难，因此在大规模单一的芳纶染色中，原液着色芳纶纤维应用研究较广。溶剂染色主要为使用无水或少水体系进行染色，由于溶剂回收困难、设备要求高，目前应用还没有产业化。因此载体染色和表面改性染色是间位芳纶的研究重点。
酰胺键的存在，也会导致染色后间位芳纶织物的耐日晒牢度差，因此提高间位芳纶织物的耐日晒牢度也是目前研究的重点。张帅等人研究了间位芳纶织物的分散染料染色、阳离子染料染色以及涂料墨水的染色，发现间位芳纶分子结构含有大量酰胺键，受日光照射( 尤其是小于 400 纳米的紫外光) 发生断裂，氧化，产生黄变。并随日照时间加长，黄变加重，加剧了间位芳纶的日晒色变，这也是间位芳纶色牢度差的重要原因。其次经分散染料
染色的芳纶织物在长时间日光照射后，间位芳纶织物表面已遭受严重损伤，分散染料一般只能进入间位芳纶纤维的表面，随表面的严重损伤，染料与损伤的纤维一同脱落，造成织物褪色。经阳离子染料染色的芳纶织物则多是因为染料被紫外氧化破坏而造成褪色。在使用 1 % ～ 6 %( owf) 的染料进行染色时，发现染料用量越大，耐日晒牢度越好。为提高或在需要较高色牢度领域使用间位芳纶织物，可采用涂料染色，其耐日晒牢度可达 4 级。
3.1.1载体染色
张帅等人在 140℃ 条件下，使用3%( omf) 分散蓝73，1g / L 扩散剂NNO，浴比 1:50。pH 值 5～6，保温 45分钟，加入自制助剂载体 EA－ 1，可有效提高高温高压分散染料染间位芳纶织物的 K / S值，加入浓度越高载体，得色越深。同时染色前间位芳纶织物经酸处理可提高染色得色量，其中分散红W－4BS－01、分散黄 64、分散蓝 73 染色间位芳纶织物的耐日晒牢度较佳。
尚润玲等人使用自制酰胺类载体对间位芳纶织物使用阳离子染料染色，用5.5% ( owf) 阳离子染料染深色时，需使用 50 g / L ～ 55g / L 的载体，pH4 ～ 4.5，40g / L ～ 45g / L NaCl，在 130 ℃ 条件下保温50～ 60分钟，可有效提升间位芳纶织物的 K / S值。耐日晒牢度3 ～4级，干、湿摩擦色牢度及水洗变色、沾色牢度均可达 4 ～ 5 级。
3.1.2表面改性染色
使用多聚磷酸处理间位芳纶，纤维表面发生刻蚀，含氧基团增多，活性增强，结构无变化; 纤维溶胀，无晶体结构损伤，结晶度略降低，热学性能无变化。再使用自制的载体 EA－ 1 对改性后的间位芳纶纤维进行阳离子染料染色，织物的上染率和表观得色量均明显提高，间位芳纶纤维吸附染料的能力得到改善。
王继业等人使用退浆酶对间位芳纶织物进行染色前处理，与氢氧化钠处理工艺相比，使用退浆酶，可提升间位芳纶织物染色后的色牢度和染色效果，且织物强力损伤更小，适宜间位芳纶织物的染色前处理工艺。
郭亚飞等人对芳纶织物使用臭氧等离子体进行预处理，芳纶纤维表面变粗糙，大量活性基团被引入，但纤维染色性能并未得到有效提升。芳纶纤维在树脂中的分散性大幅提高，水性树脂中的芳纶纤维分布均匀，纤维与树脂的结合强度提升，因此使用水性树脂对经预处理的芳纶织物进行改性，再使用分散染料染色，芳纶织物的上染率可达 98．6 %，耐摩擦色牢度 4 ～ 5 级。但预处理后纤维表面遭受刻蚀，纤维强力损 失较大，阻 燃性能下降。
3.1.3溶剂染色
赵川等人在 150 ℃ 、45 MPa 的超临界状态下，输送二氧化碳流体染色，使用分散染料及自制载体，染色间位芳纶纱线，各项色牢度均在 3 ～ 4 级以上，纱线强力略有提升，K / S 值大幅提升。
3.2对位芳纶的染色
霍倩等人使用自制的助剂50g / L染色对位芳纶纤维织物，在140℃ 条件下，浴比1∶20，使用 4 % ( omf) 阳离子染料，加入10g/LOP－10，20g/LNaNO3，pH 值为 5，染色时间 60 分钟，对位芳纶织物的K/S值显著提升，耐皂洗色牢度达4～5级以上。
和超伟等人使用30g/L化学载体助剂A，在140℃ 的染色温度、pH3～4，使用阳离子染料染色对位芳纶，保温60分钟，得最佳K/S 值。其中NaCl对染色后对位芳纶的色深值影响不大 。
林燕萍使用等离子体处理对位芳纶，纤维的结晶度降低，无定形区增加，分子结构未发生变化，力学性能略有降低，纤维的摩擦性提高、染色性能改善。
3.3芳纶织物的印花
刘帆等人合成了平均粒径91.79nm、表面张力29.47 mN/m、玻璃化温度为10.5 ℃、水接触角为50°，50%质量损失的热分解温度为403.83 ℃ 的氨基硅油改性丙烯酸酯粘合剂，其凝胶率为2.52%、转化率为92.33%。使用30%质量分数的粘合剂在芳纶织物上进行印制性能良好的涂料印花，图案颜色有较高的表观色深值，颜色鲜艳、色光饱和，湿摩擦色牢度4级，干摩擦色牢度4～5级，织物手感柔软。
将自制的新型载体作为促进剂，用于间位芳纶织物( 织物克重 150g/m2) 的阳离子染料印花。传统的芳纶染色载体大多有毒或者有刺激性气味，难溶于水，用于印花会导致染料与浆料分离、会发生渗化，使得印制图案轮廓变得模糊，霍倩等人使用新型的可充分与水互溶的自制载体，不仅能提高印制图案轮廓的清晰度，印制颜色鲜艳的图案，同时具有优良的增深效果。使用海藻酸钠糊料与自制的羧甲基糯玉米淀粉糊料按 3:7 复配得到染料印花用糊料，加入1%的阳离子染料，2%的自制新型载体，5% N－甲基吡咯烷酮，调节 pH 值5-6，得印花色浆。在氨纶织物上印制后并在 80 ℃ 烘干十分钟后，并在 110 ℃ 汽蒸 20min，再通过冷水洗、热水洗以及在100℃ 条件下加入2g/L 皂洗剂、1g/L碳酸钠进行皂洗5min 后，再经水洗烘干。印花织物的干摩擦色牢度4级、湿摩擦色牢度3～4级以及耐洗色牢度4级以上。
张帅等人使用海藻酸钠和羧甲基糯玉米淀粉复配得到印花糊料，加 2 %的分散染料、1%的促进剂、4 %的增溶剂、2 %的防染盐 S，在pH为 9 的条件下，对芳纶织物进行印花，印制后，在 110 ℃ 条件下，进行汽蒸 20 分钟，印花后，图案轮廓清晰，耐日晒牢度佳，耐干摩擦牢度较佳，耐皂洗色牢度的变色良好，棉、尼龙、腈纶、羊毛沾色良好，但醋纤和涤纶沾色欠佳，耐湿摩擦牢度较差。
4.1金属化应用
芳纶纤维虽然在很多性能上比金属纤维优异，但因其较强的绝缘性即不良导体，在宇航电缆、电磁屏蔽、超级电容器等特殊领域方面的应用存在局限，因此对芳纶纤维的金属化的研究，也是近年来的研究发展热点。金属化芳纶纤维首先对纤维表面活化改性，提升纤维表面的润湿性，而后再浸入化学镀液( 例如银) 中，引发沉积，从而金属化纤维。也有通过对芳纶纤维先进行除油，而后置于含硝酸银的 N –甲基吡咯烷酮( NMP) 中，再进行超声溶胀可成功在纤维表面引入纳米银颗粒，实现芳纶纤维的金属化。
4.2体育运动中的应用
在运动中运动员使用的防具、体育运动的设备以及一些器械制作，需要尽可能的质量轻便，密度小，同时兼具延展性、耐用，芳纶纤维由于其质量轻便，优异的性能和外观，可让使用者获得更舒适的运动体验，取得更优异的竞技成绩，例如以橡胶、木材为原料的球类运动网球、乒乓球的球拍，可使用芳纶纤维及其复合材料进行替换，在控球效果、反弹效果、球拍强度等都有大幅提升。芳纶纤维具有很高的比强度和比模量，且芳纶纤维复合材料的比强度最高、比模量中等，使用芳纶纤维的运动器械、冲击力较大、速度较快的运动( 如滑雪、赛车) 的护具、设备可保护运动员训练、竞技过程的安全性。芳纶纤维及其复合材料的阻尼减震效果比金属材料减震效果更好，对于需要借助阻尼性能的运动设备或器械的体育运动，芳纶纤维的运用可提升运动员竞技成绩，例如添加了芳纶纤维的球拍，比一般的碳纤维材料的球拍减震吸能效果好，同时兼具更好的抗冲击性能。芳纶纶纤维良好的耐磨性、高的强度、极高的稳定性、易加工成型，可提升材料的安全性和环保性，是可替代石棉纤维的材料。
4.3柔性防刺材料、防弹材料的应用
柔性防刺材料，需要技能抗拉伸又能抗剪切，同时后者更为重要。以芳纶无纬布做基材的柔性防刺材料需要使用粘合剂对其进行正交复合层压，使其能充分固定纤维、防止纤维滑移，同时固化的粘合剂和减少刀尖的刺入深度，但其胶体改性剂会导致其柔软性降低。芳纶非织造布种的芳纶纤维由于其属于无规律排列，结构致密性更强，对尖锐利器的防刺穿性更好，但其纤维内部的结构较为松散，纤维之间的抱合力不好，单独作为防刺材料的防切割效果不佳。芳纶机织物的结构交织相对紧密，对刀具的刺入可有效阻碍，但如果经纬纱一旦有被割断，突然变大的裂口会大幅降低防刺能力。芳纶针织物作为防刺材料的基材，刀具刺入，发生滑移的线圈带动周围的线圈滑动而拉紧，且拉紧的线圈逐渐增多，线圈间的摩擦力逐渐增大，可有效防止刀具的深入，同时拉紧线圈的过程会吸收能量，当线圈到不能拉紧时，针织物“自锁”，从而防刺。且发现罗纹组织的防刺性能优于纬平针组织，且罗纹组织置于最上层的防刺性最佳。
艾青松等人采用不同的芳纶机织物配合无纬布，并使用真实打靶试验测试了防弹性能，发现芳纶机织物与芳纶纤维无纬布配合均能防弹，但机织物在前防弹效果较佳，采用面密度为 200g/m2 、厚度0.3mm 的平纹组织机织物与四层芳纶纤维无纬布组合的防弹结构，防弹性能最佳满足 NIJ ⅢA 标准、柔软性好，适用于穿着舒适的防弹衣。
4.4航空航天应用
据报道，日本帝人公司开发的对位芳纶“特柯诺拉”，已在美国的无人火星探测器的降落伞吊绳 ( 着陆用) 和提升装置上使用。国内乌云其其格等人，研究的3233树脂芳纶纤维织物复合材料，采用蜂窝夹层结构，与环氧树脂预浸料可直接形成胶瘤，其力学性能达到工程材料要求，复合材料玻璃化转变温度为150℃ ，阻燃性良好，介电性能优良，已在航空复合材料中应用。段丽慧等人对采用芳纶材料的飞机尾翼，进行了鸟撞击试验，发现撞击后，芳纶夹芯前缘构型的前梁无破损，前缘出现凹陷，更耐受鸟撞击; 芳纶层合板前缘构型的前梁及前梁腹板出现破损、前缘出现破裂、前缘蒙皮产生较大变形，增加飞机鸟撞后的维修成本。
4.5其他应用
芳纶1414在普通非金属光缆的应用市场，使用高强高模细支化的芳纶纤维，在外径只有 0.32 mm～0.40 mm 的光缆线直径的光纤制导领域，是最佳选择。芳纶纤维还可以制备具有超高强度的纤维芳纶Ⅲ，而作为强力带使用，毛成栋研究了设计和生产工艺。除此之外芳纶纤维由于优异的耐腐蚀性和化学性能，还可以芳纶机织物、非织造材料、芳纶纳米纤维材料以及复合材料的形式在过滤材料中的液－ 固分离过滤材料、气－ 固分离过滤材料、进行使用。拥有力学强度良好、比表面积高、热导率低的芳纶纳米纤维的气凝胶材料可作为高端保暖絮片或织物
芳纶纤维的性能优异，是国家重点战略材料之一，虽然我们已突破了很多研究瓶颈，但目前我们的生产技术能力还是距离帝人和杜邦公司较远，因此对于芳纶纤维材料的发展还需要更多更深入的研究。可以通过引进技术并钻研技术提升我们的芳纶纤维的研究水平，同时通过自主创新、自研手段提升芳纶纤维的发展及加深芳纶纤维的研究。
