Aramid 1313 i Aramid 1414
Aramid to nowy rodzaj zaawansowanego technologicznie włókna syntetycznego o doskonałych właściwościach, takich jak ultrawysoka wytrzymałość, wysoki moduł, odporność na wysoką temperaturę, odporność na kwasy i zasady oraz niewielka waga. 2 do 3 razy większy niż drut stalowy, wytrzymałość jest 2 razy większa niż drut stalowy, a waga to tylko około 1/5 drutu stalowego. W temperaturze 560 stopni nie rozkłada się ani nie topi. Ma dobrą izolację i właściwości przeciwstarzeniowe oraz ma długi cykl życia. Odkrycie włókna aramidowego jest uważane za bardzo ważny proces historyczny w przemyśle materiałowym.
Włókno ognioodporne — aramid 1313
Aramid 1313 został po raz pierwszy pomyślnie opracowany przez firmę DuPont w Stanach Zjednoczonych i został wprowadzony na skalę przemysłową w 1967 roku. Produkt jest zarejestrowany jako Nomex® (Nomex). Jest to miękkie, białe, smukłe, puszyste i błyszczące włókno. Jego wygląd nie różni się niczym od zwykłych włókien chemicznych, ale w jednym ciele ma niezwykłe „specjalne funkcje”:
długotrwała stabilność termiczna
Najbardziej widoczną cechą aramidu 1313 jest jego odporność na wysoką temperaturę. Może być używany przez długi czas w wysokiej temperaturze 220 stopni bez starzenia. Jego właściwości elektryczne i mechaniczne można utrzymać przez 10 lat, a stabilność wymiarów jest doskonała. Współczynnik skurczu termicznego wynosi tylko 1 procent przy około stopniach i nie kurczy się, nie kruszy, nie mięknie ani nie topi się pod wpływem wysokiej temperatury 300 stopni przez krótki czas. Zaczyna się rozkładać dopiero w wysokiej temperaturze powyżej 370 stopni i zaczyna karbonizować w temperaturze około 400 stopni. , tak wysoka stabilność termiczna jest unikalna w obecnych organicznych włóknach żaroodpornych.
Znakomita ognioodporność
Wiemy, że procent objętości tlenu wymagany do spalania materiału w powietrzu nazywany jest granicznym indeksem tlenowym, a im większy graniczny indeks tlenowy, tym lepsza jest jego ognioodporność. Zwykle zawartość tlenu w powietrzu wynosi 21 procent, a graniczny indeks tlenowy włókna aramidowego 1313 jest większy niż 28 procent. Jest to włókno trudnopalne, dzięki czemu nie pali się w powietrzu, nie podtrzymuje palenia oraz ma właściwości samogasnące. Ta nieodłączna cecha wynikająca z własnej struktury molekularnej sprawia, że aramid 1313 trwale zmniejsza palność, dzięki czemu ma reputację „włókna ognioodpornego”.
doskonała izolacja elektryczna
Stała dielektryczna włókna aramidowego 1313 jest bardzo niska, a jego naturalna wytrzymałość dielektryczna umożliwia utrzymanie doskonałej izolacji elektrycznej w warunkach wysokiej, niskiej i wysokiej wilgotności. Napięcie przebicia przygotowanego z nim papieru izolacyjnego może osiągnąć 100,000 woltów/㎜, jest to najlepszy materiał izolacyjny rozpoznawany na całym świecie.
Doskonała stabilność chemiczna
Aramid 1313 to liniowa makrocząsteczka złożona z wiązań amidowych łączących grupy arylowe. W jego krysztale wiązania wodorowe są ułożone w dwóch płaszczyznach, tworząc trójwymiarową strukturę. To silne wiązanie wodorowe sprawia, że jego struktura chemiczna jest wyjątkowo stabilna i może być odporna na większość kwasów nieorganicznych o wysokim stężeniu i inne chemikalia, hydrolizę i korozję parową.
doskonałe właściwości mechaniczne
Aramid 1313 to elastyczny materiał polimerowy. Jego niska sztywność i wysoka rozciągliwość sprawiają, że ma taką samą przędzalność jak zwykłe włókna. Może być przetwarzany na różne tkaniny lub włókniny za pomocą konwencjonalnych przędzarek i jest odporny na zużycie i rozdarcie. bardzo szeroki.
Super odporność na promieniowanie
Aramid 1313 ma doskonałą odporność na promienie , , χ i promieniowanie ultrafioletowe. Przy promieniowaniu rentgenowskim 50 Kv przez 100 godzin wytrzymałość włókien pozostaje na poziomie 73 procent oryginału, aw tym czasie poliester lub nylon stały się już proszkiem. Unikalna i stabilna struktura chemiczna nadaje włóknu aramidowemu 1313 doskonałe parametry. Dzięki wszechstronnemu wykorzystaniu tych cech stale rozwijano szereg nowych funkcji i nowych produktów, a obszary zastosowań stają się coraz szersze, a popularność coraz wyższa.
Specjalna odzież ochronna
Tkanina Aramid 1313 nie pali się, nie kapie i nie dymi w kontakcie z ogniem i ma doskonałe właściwości ognioodporne. Szczególnie w przypadku nagłej, wysokiej temperatury 900-1500 stopień , powierzchnia tkaniny zostanie szybko zwęglona i pogrubiona, tworząc unikalną barierę termoizolacyjną, która chroni użytkownika przed ucieczką. Dodanie niewielkiej ilości włókna antystatycznego lub włókna aramidowego 1414 może skutecznie zapobiegać pękaniu tkaniny i unikać zagrożeń, takich jak wyładowania atmosferyczne, łuki elektryczne, elektryczność statyczna i płomienie. Kolorowe włókno aramidowe 1313 może być używane do produkcji różnych specjalnych ubrań ochronnych, takich jak kombinezony lotnicze, mundury bojowe obrony chemicznej, mundury strażackie i ubrania robocze przed piecem, ubrania robocze do spawania elektrycznego, ubrania wyrównujące ciśnienie, ubrania robocze chroniące przed promieniowaniem, ubrania chroniące przed chemikaliami, odzież ekranująca wysokie napięcie itp. Lotnictwo, kosmonautyka, mundury wojskowe, ochrona przeciwpożarowa, petrochemia, elektronika, gazownictwo, metalurgia, wyścigi i wiele innych dziedzin. Ponadto w krajach rozwiniętych tkaniny aramidowe są również szeroko stosowane jako tekstylia hotelowe, przejścia ratownicze, domowe dekoracje ognioodporne, pokrycia desek do prasowania, rękawice kuchenne, piżamy trudnopalne do ochrony osób starszych i dzieci.
materiał filtra wysokotemperaturowego
Odporność na wysoką temperaturę, stabilność wymiarowa i odporność chemiczna włókna aramidowego 1313 sprawiają, że zajmuje ono wiodącą pozycję w dziedzinie wysokotemperaturowych materiałów filtracyjnych. Aramidowe materiały filtracyjne są szeroko stosowane w zakładach chemicznych, elektrowniach cieplnych, zakładach sadzy, cementowniach, zakładach wapienniczych, koksowniach, hutach, zakładach asfaltowych, zakładach malarskich oraz wysokotemperaturowych kanałach spalinowych i gorącym powietrzu w elektrycznych piecach łukowych, oleju kotły i spalarnie. Filtracja może nie tylko skutecznie usuwać kurz, ale także zapobiegać erozji chemicznej szkodliwych oparów, a jednocześnie pomagać w odzyskiwaniu metali szlachetnych.
materiał o strukturze plastra miodu
Papier strukturalny Aramid 1313 może być używany do wytwarzania bionicznych wielowarstwowych płyt o strukturze plastra miodu, które mają doskonały stosunek wytrzymałości do masy i sztywności do masy (około 9 razy większy niż stal). Odporność na korozję, odporność na starzenie i dobra przepuszczalność fal elektromagnetycznych są odpowiednie do wytwarzania szerokopasmowych materiałów transmitujących fale i dużych sztywnych, poddawanych naprężeniom elementów konstrukcyjnych (takich jak skrzydła, owiewki, okładziny kabin, drzwi itp.) w samolotach, pociskach i satelitach. Podłogi, przedziały ładunkowe i ściany działowe itp.) nadają się również do wykonywania konstrukcji warstwowych na jachtach, łodziach wyścigowych, pociągach dużych prędkości i innych wymagających wysokich wymaganiach.
Włókno kuloodporne - aramid 1414
Niemal równocześnie z wynalezieniem aramidu 1313 firma DuPont opracowała pod koniec lat 60. kolejne wysokowydajne włókno syntetyczne – aramid 1414. Jej produkt pojawił się po raz pierwszy w 1972 roku i został nazwany Kevlar® (Kevlar).
Aramid 1414 ma złocistożółty wygląd i wygląda jak błyszcząca metalowa nić, ale w rzeczywistości jest polimerem ciekłokrystalicznym złożonym ze sztywnych, długich cząsteczek. Ponieważ jego łańcuchy molekularne są silnie zorientowane wzdłuż kierunku długości i mają niezwykle silną siłę wiązania między łańcuchami, nadaje włóknu niespotykaną dotąd wysoką wytrzymałość, wysoki moduł i odporność na wysoką temperaturę.
Odkrycie aramidu 1414 jest uważane za kamień milowy w rozwoju świata materialnego. Aramid 1414 ma wyjątkowo wysoką wytrzymałość, większą niż 28 gramów na denier, 5 do 6 razy większą niż stal wysokiej jakości, 2 do 3 razy większy moduł niż stal lub włókno szklane, 2 razy większą wytrzymałość stali i tylko wagę stali 1/5. (Wytrzymałość i wytrzymałość aramidu 1414 sprawiają, że jest on niezwykle trudny do cięcia i obróbki, co wymaga drogich narzędzi specjalnych).
Aramid 1414 ma niezwykle szeroki zakres temperatur ciągłego użytkowania i może działać normalnie przez długi czas w zakresie od -196 stopni do 204 stopni. Współczynnik skurczu przy 150 stopniach wynosi 0 i nie rozkłada się ani nie topi w wysokiej temperaturze 560 stopni. Jego odporność na ciepło jest lepsza niż w przypadku włókna aramidowego 1313 i ma dobrą izolację i odporność na korozję. Ma długi cykl życia, dlatego zdobył reputację „syntetycznego drutu stalowego”.
Aramid 1414 został po raz pierwszy zastosowany w najnowocześniejszych dziedzinach, takich jak obrona narodowa i przemysł wojskowy. Aby sprostać potrzebom współczesnej wojny i walki z terroryzmem, wojsko i policja Stanów Zjednoczonych, Rosji, Wielkiej Brytanii, Niemiec, Francji, Izraela, Włoch i wielu innych krajów używa kamizelek kuloodpornych, hełmów kuloodpornych, przeciwdźgnięć i odzież chroniąca przed przecięciem, odzież EOD, spadochrony o wysokiej wytrzymałości, pojazdy kuloodporne itp. Aramid 1414 jest szeroko stosowany w płytach korpusu i pancerza. W kamizelkach kuloodpornych, ze względu na wysoką wytrzymałość, wytrzymałość i właściwości tkackie włókna aramidowego, może ono pochłaniać i rozpraszać energię uderzenia pocisku na inne włókna oplotu, aby uniknąć „tępego urazu”, więc efekt ochronny jest niezwykły. Lekkość aramidowych kamizelek kuloodpornych i hełmów skutecznie poprawiła zdolność szybkiego reagowania i ochrony armii.
Obecnie, oprócz zastosowań wojskowych, aramid 1414 jest szeroko stosowany jako zaawansowany technologicznie materiał włóknisty w różnych aspektach gospodarki narodowej, takich jak przemysł lotniczy, elektromechaniczny, budowlany, samochodowy, produkty wodne i artykuły sportowe.
W lotnictwie kompozyty wzmocnione włóknami aramidowymi są stosowane jako materiały konstrukcyjne w lotnictwie, rakietach i samolotach, które mogą zmniejszyć wagę, zwiększyć ładowność i zaoszczędzić dużo paliwa energetycznego. Na przykład w skorupie, elementach dekoracji wnętrz i siedzeniach samolotów Boeing zastosowano z powodzeniem materiały aramidowe 1414, a waga została zmniejszona o 30 procent.
Aramid 1414 jest najbardziej idealnym włóknem kordowym ze względu na mały ciężar właściwy, wysoką wytrzymałość, dobrą odporność na ciepło i dobrą przyczepność do gumy. Kord aramidowy może zmniejszyć grubość opony, zmniejszyć wagę, łatwo rozpraszać ciepło, zmniejszyć odkształcenia, zmniejszyć opór toczenia, poprawić wydajność jazdy z dużą prędkością, przedłużyć żywotność opony i znacznie poprawić odporność na przebicie. Funkcje, które umożliwiają przewiezienie przebitej opony do warsztatu bez uszkodzenia boku opony. Aramid 1414 jest szczególnie odpowiedni do jazdy z dużą prędkością lub ciężkich kordów do opon samochodowych i lotniczych i ma duże perspektywy rozwoju. Obecnie kilku największych światowych gigantów oponiarskich, takich jak Michelin, Goodyear, Pirelli itp., przyjęło aramid 1414 jako kord oponowy, który jest szeroko stosowany w samochodach z wyższej półki.
W inżynierii lądowej i konstrukcyjnej, ponieważ aramid 1414 ma niewielką wagę, wysoką wytrzymałość, wysoki moduł sprężystości, odporność na korozję, nieprzewodność i odporność na uderzenia, może być stosowany do mostów, kolumn, metra, kominów, wież ciśnień, tuneli i zelektryfikowanych kolei , porty morskie itp. Szczególnie nadaje się do wzmacniania i naprawy konstrukcji betonowych.
Ponadto aramid 1414 może być również stosowany jako materiał szkieletowy w nadmuchiwanych wyrobach gumowych (takich jak nadmuchiwane tratwy ratunkowe, nadmuchiwane pontony itp.), pojemnikach odpornych na korozję, zbiornikach na olej lekki i rurociągach ssących ropę naftową o dużej średnicy; Rękawice ochronne odporne na przecięcie; wykorzystując swoje właściwości samosmarujące, odporność na ciepło i wytrzymałość, może zastąpić rakotwórczy azbest w produkcji osłon termoizolacyjnych, odzieży ochronnej i materiałów uszczelniających; może również zastąpić azbest i włókna szklane w celu wzmocnienia żywic, stosowanych jako materiały odporne na tarcie, izolację cieplną i izolację elektryczną; wykonywanie lin okrętowych, kabli podmorskich, systemów boi radarowych i lin wzmacnianych włóknami światłowodowymi; wytwarzanie sprzętu sportowego o wysokiej wytrzymałości i niskiej wadze, takiego jak narty, łodzie wiosłowe i kajaki itp. Krótko mówiąc, każda okazja, która wymaga dużej wytrzymałości, odporności na rozciąganie, odporności na rozdzieranie, odporności na przebicie i odporności na wysoką temperaturę, jest dziedziną, w której aramid 1414 pokazuje swoje talenty i ma niezastąpione atuty.
