【战甲讲堂 · 防弹系列（1） 】百炼钢不如绕指柔上——当代防弹纤维之芳纶

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站长说了要开大坑，要深挖防弹。某人深感危机，决定化整为零，零敲碎打是也。

这是护甲系列的第一篇.

自古以来，纤维都是人类防护器材的重要材料。在过去的两千年里缀甲和扎甲一直是中国铠甲的主流，但是从明朝中期开始，棉甲就开始逐步取代其他铠甲了。全面进入热兵器时代之后，护甲曾短暂的消失过一段时间，但随着科学技术的不断进步，特别是材料科技的发展，矛和盾的斗争又一次开始了。

芳纶是首当其冲的搅局者。

芳纶，学名“芳族聚酰胺纤维”，是一种高功能纤维。按照我国纺织品命名惯例，简称为芳纶。芳纶分间位芳纶（代表：杜邦™ Nomex® 诺迈柯斯®）和对位芳纶（代表：杜邦™ Kevlar® 凯芙拉®）。一般防护应用产品都是以对位芳纶（Para-Aramid）为主。

芳纶纤维具有超高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、质量轻等优良性能，其中比强度是钢的 5 ～ 6 倍， 模量是钢丝和玻璃纤维的 2 ～ 3 倍，韧性是钢丝的 2 倍， 而密度仅为钢丝的 1 /5 左右。芳纶是综合性能优良、产量最大、应用最广的高性能纤维，在高性能纤维中占有重要的地位，在国防、航空航天、汽车减重、节能减排、新能源开发等各方面具有不可替代的作用。

我们平常看到的“凯芙拉”防弹衣，就是指采用芳纶编织片层叠封装的软质护甲。而防弹盔，则是利用树脂胶粘合压模定型生产出来的防弹头盔。

简单来说芳纶的防护原理是利用强度极高的纤维层，阻挡弹头的穿透，并且将垂直方向的力进行横向扩散从而达到降低伤害的效果。

因为芳纶质地柔软，密度相对小，适合做成可穿戴的护甲，提供尽可能大的防护面积又尽可能保重人体的活动性能。

在特种陶瓷兴起之前，芳纶一直是单兵（单警）防护的中间力量。而同时因为芳纶难切割这个特点，其产品又自带了防切割（非穿刺）属性，非常适合做成警用护具维护治安使用。实际上工业上早就有利用凯芙拉制作的防护手套，耐热防切割，保护双手。

杜邦公司的凯芙拉创意防护产品奖

当然不是说芳纶一点缺陷都没有。芳纶本身有使用寿命，需要定期更换。而且对紫外线和潮湿比较敏感，过度暴露容易造成性能下降。而且因为芳纶的纤维特性使得其制备和相应加工处理难度大大提升，直接制约了其成品的良品率和生产加工成本。

说到对位芳纶，则必然少不得要说杜邦公司的凯芙拉/Kevlar。

新品牌形象

凯芙拉（KEVLAR）是杜邦公司与1965年发明的一种人工合成纤维，凯芙拉的发明者也是杜邦KAPTON和NOMEX材料的发明者Stephanie Kwolek博士。

女博士Stephanie Kwolek，女科学家的佼佼者啊

据说当时开发新材料项目是开发一种高强度高耐磨的石化纤维，以应对可能到来的石油供应短缺。在一次实验中，Kwolek博士发现透明液体中出现了一些絮状沉淀。原本只应该取清液的她出于直觉保留了这种沉淀物并尝试将它纺织成纤维，这就是凯芙拉的原型之一。在进一步的实验过程中发现这种物质竟然前所未有的坚韧，这令实验团队产生了极大兴趣。直到1971年，制备技术成熟稳定之后，凯芙拉正式进入量产，投放市场。随后广泛应用于工业和个人防护领域，深远地影响了我们的生活。

今天的凯芙拉已经是杜邦公司材料科技业务的一个重要品牌，全面覆盖工业应用、个人防护、以及其他特殊需求。

Adidas X Kevlar

Reebok CrossFit X Kevlar

当然杜邦公司并不是这个世界上唯一具备芳纶制备能力的企业。与凯芙拉同时期，日本帝人化工就推出了自己的对位芳纶产品Tewaron（原荷兰AkzoNobel公司已被收购并入帝人芳纶业务部）。

我国从 20 世纪 80 年代开始，先后进行多次中试研究，积累了宝贵的工业化生产经验。目前国内多家企业已经建立 500 ～ 1 000 t /a 对位芳纶生产线，开始有小批量产品，正在进行稳定化攻关和应用研究。主要参与企业有江苏兆达特纤科技有限公司、烟台泰和新材（旗下品牌泰普龙）等，建设规模也在不断扩大。