酚醛纤维材料特性及其典型应用

酚醛纤维是一种高性能纤维，由酚醛树脂通过纺丝和固化交联过程制成。这种纤维以碳元素为主体，拥有高度的原子间键能和分子链内聚力，从而表现出高残炭率、尺寸稳定性、优越的隔热特性以及对瞬时高温的耐受能力。酚醛纤维融合了阻燃、绝热、耐高温、耐腐蚀和隔音等多重功能，是一种具有特殊用途的纤维材料。

在实际应用方面，酚醛纤维被广泛应用于绝热、绝缘和耐腐蚀材料。酚醛纤维织物适用于制作防火、防腐蚀服装、耐酸耐腐蚀的过滤材料以及阻燃装饰材料等。此外，酚醛纤维复合材料也被用于高温密封和替代传统石棉制品。

在特殊的职业场合，例如消防员、炼钢工人、电焊工、化工厂和炼油厂工人、油田钻井工人的工作服装，以及军队士兵的作战服等，都需要具备阻燃特性，并满足无熔滴的要求以防止二次烫伤。在民用领域，如酒店、会堂、舞台装饰、飞机、火车和汽车的座椅套、窗帘、床上用品以及儿童服装等，也逐渐采用具有阻燃功能的酚醛纤维材料。

传统阻燃织物的分类与特性分析

市面上的阻燃织物主要分为两大类。首先，普通中低档阻燃织物主要采用改性化学纤维实现阻燃效果。这类织物的缺点是阻燃效果较差，不耐水洗，燃烧时容易产生大量烟雾、有毒气体和熔滴。另一方面，高端阻燃织物主要使用高性能阻燃纤维，如杜邦芳纶1313。这些织物虽然成本高昂，柔软性较差，但提供更好的阻燃效果。

这些材料的优点包括在220℃的高温下长期使用而不老化，250℃左右的热收缩率仅为1%，即使短时间暴露于300℃的高温下也不会收缩、脆化、软化或融熔。它们在超过370℃的高温下开始分解，约400℃时开始碳化。此外，这些材料的阻燃性能强，例如芳纶的LOI阻燃系数为29。

然而，它们也有缺点，例如制造成本高昂，主要由美国杜邦公司垄断。此外，芳纶不易染色，限制了其在市场上的应用范围。

国内技术现状

目前国内的中科院山西煤化所解决了低分子量酚醛树脂在合成、纯化、成纤、固化交联和纺织加工方面一系列的技术难题，自主研发并制备出了酚醛纤维及其各种织物，打破了国际上Kynol公司对酚醛纤维生产技术和产品的垄断，已完成中试放大试验，下一步可进行产品的工业化开发。

表 酚醛纤维技术指标

酚醛纤维应用领域及市场前景

酚醛纤维因其多功能性，在各种领域发挥着重要作用。在宇宙航行、国防和航空工业中，酚醛纤维被用作绝热、绝缘和耐腐蚀材料。它们也是制造炭纤维、活性炭纤维、离子交换纤维等特种纤维的初级原料。酚醛纤维织物广泛应用于防火、防腐蚀服装、耐酸耐腐蚀的过滤材料和阻燃装饰材料。此外，酚醛纤维复合材料也用于航天飞行器的隔热保护层、高温密封和作为石棉制品的替代品。

在阻燃面料方面，酚醛纤维因其良好的保暖性和羊毛般的手感，常与羊毛混纺制成保暖阻燃面料。其优异的阻燃、耐热、不熔融且碳化时收缩少的特性，使其适用于军用防火保温服装、高铁、舰船、飞机内部的阻燃保温材料（包括面料、睡袋、飞机逃生罩等），以及石化、船舶等行业的耐热、防火安全服。

在电阻材料及电器、电池的阻燃领域，酚醛纤维用于防止电缆燃烧蔓延的材料。其高碳含量（超过70%）也使得酚醛纤维成为生产多孔性高吸附活性炭纤维材料的理想选择。

此外，酚醛纤维的隔音阻燃隔热垫可用于舰船、酒店、影院、邮轮等场所，同时也适用于电器绝缘等复合材料领域。

注：部分资料来源于中科院山西煤化所