对位芳纶（PPTA）是一种享誉全球的高性能纤维材料（如Kevlar®、Twaron®），以其超高强度、高模量、卓越的耐热性和阻燃性，在防弹、航空航天等领域发挥着关键作用。而其粉末形态，则将其性能从宏观结构领域引入微观改性领域，成为提升工程塑料、橡胶、涂料及新能源器件综合性能的关键功能性添加剂。

一、PPTA粉末与纤维：同源而异形

PPTA粉末与纤维拥有相同的化学本源——由对苯二甲酰氯和对苯二胺聚合而成的刚性分子链。它们共享耐高温（>400℃）、阻燃、耐化学腐蚀的核心特性。

聚对苯二甲酰对苯二胺重复单元结构

PPTA粉末：是在聚合阶段由单基体转化成的坚固的细颗粒聚合物。作为“多功能改性添加剂”，以微米/亚微米级的颗粒或短纤形态存在，因其巨大的比表面积和优异的分散性，能够深入并融入各类基体材料，从微观层面提升其性能。

PPTA粉末的制备

PPTA粉末及其SEM图

芳纶纤维：作为“主力增强骨架”，以连续形态提供宏观结构强度。

芳纶纤维及其SEM图

二、PPTA粉末的特性及优势

PPTA粉末具有对位型芳纶纤维所特有的400℃以上的耐热性、化学性能及其他性能，但不具备纤维的连续增强能力。针对传统芳纶浆粕在实际应用中，存在分散困难、易团聚、与基体界面粘接性差、增加体系粘度等瓶颈，PPTA粉末的技术优势如下：

（1）易于分散与表面改性：微米级纤维状PPTA粉末更易于实现优异分散及表面改性，可通过增加表面粗糙度或引入活性基团，改善芳纶与橡胶、树脂等基体的界面结合力。

（2）粘度控制：优化粉末形态与表面特性，使基体在高添加量下仍能保持良好流动性，满足注塑、涂覆、3D打印等工艺要求。

（3）预分散工艺：可将PPTA粉末预制成橡胶或树脂母粒，简化下游加工难度，确保性能均匀稳定。

预分散母粒

三、多元化应用

PPTA粉末的核心价值在于解决基体材料的性能短板，其应用广泛且深入。

1、摩擦学领域（核心应用）

PPTA粉末本身坚硬耐磨，可作为摩擦界面的刚性支撑点。当与PTFE等润滑剂协同使用时，能提高耐磨性能，降低磨损，减少摩擦震动和噪音。

（1）工程塑料：显著提升PEEK、尼龙、POM等在无油润滑条件下的耐磨性能，用于机器人关节轴承、汽车精密齿轮、无人机传动部件。

（2）橡胶制品：提高密封圈、油封、胶辊的耐磨性和使用寿命，同时改善抗撕裂性能。

（3）耐磨涂层：用于设备导轨、叶轮、外壳等，提供长效保护。

推力轴承

2、新能源与电子领域

研究表明PPTA粉末可应用于锂电池隔膜增强。PPTA粉末与还原氧化石墨烯（rGO）协同，可在隔膜上构建3D多孔结构，大幅提升隔膜的热稳定性（破裂温度提升至174.8°C）、电解液亲和性，并有效抑制锂枝晶生长，从而增强电池安全性和循环寿命。

3、增材制造

创新性地将微米级PPTA粉末应用于DLP等光固化3D打印中。研究表明，通过优化配方，可在保持打印精度的同时，使复合材料的拉伸强度提升至纯树脂的1.79倍，模量提升11.2倍，磨损率降低近50%，为定制化耐磨精密部件制造开辟新途径。

小结

超细颗粒对位芳纶粉末（PPTA），已从一种顶级结构材料的“衍生品”，进化为驱动多行业材料升级的 “微观改性引擎”。它巧妙地将芳纶的卓越性能应用于广泛的基体材料性能提升之中，以高效的方案解决耐磨、增韧、耐热、安全等核心挑战。

参考资料：

[1] 于鹏达,张晓娴,邓飞,等.废弃对位芳纶粉末表面烷基化改性研究[J].化工新型材料,2023.

[2] 刘岳新,胡艳君,陈晟晖.PPTA涂覆PE隔膜工艺研究[J].合成纤维,2025

[3] 腾逸新材.前沿应用 | 腾逸芳纶材料赋能新一代高性能锂电池，突破安全与性能难题！

[4] 腾逸新材.突破3D打印材料性能边界：ATT-芳纶粉在光固化技术中的创新应用

[5] 毛哥材料所.国际橡塑展亮点寥寥？进口替代有机高分子粉末的四大看点

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