日本“永不生锈”的高速公路桥引关注，它是怎么做到的？
2022-09-19
据日媒报道，位于德岛县阿波市阿波町天西山的别埜谷桥作为一座“永不生锈”的高速公路桥吸引了各方关注。该桥以不会被腐蚀的材料代替了钢筋，据西日本高速公路公司介绍，这是全球首次将这种新型材料投入高速公路建设，有望大幅降低维护管理费用。报道称，用来加固混凝土的钢筋在含有盐分的风的腐蚀下可能产生剥落。西日本高速公路公司与三井住友建设公司使用了耐腐蚀、可制作防弹衣的高强度纤维材料“芳纶纤维”代替钢筋。
芳纶纤维全称为芳香族聚酰胺纤维，与碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玄武岩纤维一起被列为我国重点发展的四大高性能纤维。它具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长、化学结构稳定、燃烧无熔滴、不产生毒气等优良性能。
芳纶纤维中实现工业化的产品主要有间位芳纶和对位芳纶两种。
对位芳纶，即聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA），我国称芳纶1414。它是世界上首例采用高分子液晶纺丝液制得的纤维，开创了高性能合成纤维的新时代。突出优点是高强度、高模量。其拉伸强度是钢丝的6倍，拉伸模量是钢丝及玻璃纤维的2~3倍，密度仅为钢丝的五分之一。主要应用于安全防护、防弹，橡胶制品增强， 高强度缆绳以及石棉摩擦材料替代。
间位芳纶，即聚间苯二甲酰间苯二胺（PMTA），我国又称芳纶1313。具有优异的耐热性、耐焰性及绝缘性，主要用于防火材料和防机械损伤。常用于纤维形式的防护服、热气体过滤材料、电绝缘纸及复合材料轻量蜂窝结构。
我国于1972年开始进行芳纶的研制工作, 并于1981年通过芳纶1313的鉴定，1985年又通过芳纶1414的鉴定。
1986～1990年，北京橡胶工业研究设计院、晨光化工研究院、上海合成纤维研究所、西安交通大学等单位共同承担了国家关于芳香族聚酰胺树脂合成、纺丝技术开发和在橡胶工业中应用的系列科研课题, 并且完成了相应的产品开发和研制工作。短短四个春秋，东华大学化纤研究所、晨光化工研究院、上海合成纤维研究所、沈阳市红星密封材料厂等单位研制和生产的对位芳纶性能就已经接近国际水平。但由于资源、成本等方面原因，我国应用的芳纶纤维大部分仍依赖于进口。1999年, 山东烟台氨纶股份有限公司正式提出建设中国第一个芳纶1313工程项目, 并在2001年5月份引进了俄罗斯技术。经过3年艰苦的技术攻关，开发出了具有极高科技含量的20多种有色芳纶1313纤维，其产品质量可与美国杜邦等世界一流公司相媲美。与此同时，还开发了另一高端产品——芳纶绝缘纸。七年后，我国烟台泰和新材的对位芳纶——泰普龙也推向市场。
目前国内芳纶产业化和国外相比还存在一定的差距。未来几年，国内外芳纶的市场需求还将快速增长。我国芳纶企业在未来一段时期的主要技术研发方向将是：通过共聚改性提高芳纶的性能，改善加工生产条件和降低纤维生产成本；通过表面改性处理、混杂纤维及新型成型技术使芳纶适应各种用途，提高使用性能，降低应用成本等。
