Aramīda šķiedra radās 1960. gadu beigās. Sākotnēji tas tika turēts noslēpumā kā materiāls kosmosa attīstībai un svarīgs stratēģisks materiāls, pievienojot daudz noslēpumainības. Pēc aukstā kara beigām aramīda šķiedra kā augsto tehnoloģiju šķiedras materiāls tika plaši izmantots civilajā jomā, un tas pakāpeniski atklāja savu patieso seju.
The full name of aramid is "aramid fiber", which is a new type of special-purpose synthetic material. Because the long-chain polymer molecules that make up the fibers contain amide groups, they belong to polyamide fibers like nylon. But the difference is that the amide group is connected to the aliphatic chain in the macromolecule of the polyamide fiber, while the aromatic ring or the derivative of the aromatic ring is connected to the amide group in the aromatic polyamide fiber, so these fibers are collectively referred to as Aramid fiber, referred to as aramid.
Tā kā aromātiskā grupa aizstāj alifātisko grupu, samazinās molekulārās ķēdes elastība un palielinās stingrība, kas atspoguļojas šķiedras īpašībās, un ievērojami palielinās tās karstumizturība un sākotnējais modulis, tāpēc aromātiskā poliamīda šķiedra ir strāva. organiska augstas temperatūras izturīga šķiedra. galvenās kategorijas . Starp tiem ir divas šķirnes ar vispraktiskāko vērtību, viena ir meta-aramīda šķiedra ar zigzaga molekulārās ķēdes izvietojumu, ko mūsu valstī sauc par aramīdu 1313; otra ir para-aramīda šķiedra ar lineāru molekulāro ķēdes izkārtojumu. Ķīna to nosauca par aramīdu 1414. Abu ķīmiskā struktūra ir līdzīga, taču veiktspēja ir ļoti atšķirīga, un pielietojuma jomas atšķiras: Aramid 1313 ir kļuvis par augstas-kvalitatīvas funkcionālo šķiedru ar izcilu augstas temperatūras izolāciju, savukārt Aramid 1414 piemīt izcilas metāla īpašības. Tam ir svarīga galvenā pozīcija augstas veiktspējas šķiedru ražošanā.
Ugunsdroša šķiedra - aramīds 1313
Aramid 1313 was first successfully developed by DuPont in the United States, and industrialized production was realized in 1967, and the product was registered as Nomex. This is a soft, white, slender, fluffy and lustrous fiber. Its appearance is the same as that of ordinary chemical fibers, but it has extraordinary "special functions":
Izturīga termiskā stabilitāte. Visizcilākā aramīda 1313 īpašība ir tā augstās temperatūras izturība, ko var izmantot ilgu laiku 220 grādu temperatūrā bez novecošanās. Tā elektrisko un mehānisko īpašību efektivitāti var saglabāt 10 gadus, un tā izmēru stabilitāte ir lieliska. Termiskās saraušanās ātrums aptuveni 1 procents ir tikai 1 procents, un tas nesaruks, netraus, nekūst un īsu laiku tiek pakļauts 300 grādu augstai temperatūrai. , tik augsta termiskā stabilitāte ir unikāla starp pašreizējām organiskajām temperatūras -izturīgajām šķiedrām.
Outstanding flame retardancy. We know that the percentage of oxygen volume required for a material to burn in air is called the limiting oxygen index. The larger the limiting oxygen index, the better its flame retardant performance. Usually, the oxygen content in the air is 21 percent , and the limiting oxygen index of aramid 1313 is greater than 28 percent . This inherent characteristic derived from its own molecular structure makes aramid 1313 permanently flame retardant, so it has the reputation of "fireproof fiber".
Excellent electrical insulation. Aramid 1313 has a very low dielectric constant, and its inherent dielectric strength enables it to maintain excellent electrical insulation under high temperature, low temperature, and high humidity conditions. ㎜, is recognized as the best insulating material in the world.
Izcila ķīmiskā stabilitāte. Aramīds 1313 ir lineāra makromolekula, kas sastāv no amīda saitēm, kas savieno arilgrupas. Tā kristālā ūdeņraža saites ir izvietotas divās plaknēs, veidojot trīsdimensiju struktūru. Šī spēcīgā ūdeņraža saite padara tās ķīmisko struktūru ārkārtīgi stabilu un var būt izturīga pret lielāko daļu ļoti koncentrētu neorganisko skābju un citu ķīmisko vielu, hidrolīzes un tvaika koroziju.
Lieliskas mehāniskās īpašības. Aramid 1313 ir elastīgs polimēru materiāls ar zemu stingrību un augstu pagarinājumu, padarot to tādu pašu vērpjamību kā parastajām šķiedrām. To var apstrādāt dažādos audumos vai neaustos audumos, izmantojot parastās vērpšanas mašīnas, un tas ir nodilumizturīgs- un nodilumizturīgs-. ļoti plašs.
Super radiation resistance. Aramid 1313 has excellent resistance to , , χ rays and ultraviolet radiation. With 50Kv X-ray radiation for 100 hours, the fiber strength remains 73 percent of the original, and the polyester or nylon at this time has already become powder. The unique and stable chemical structure endows aramid 1313 with excellent properties. Through the comprehensive utilization of these properties, a series of new functions and new products are continuously developed, and the application fields are getting wider and wider, and the popularity is getting higher and higher.
Īpašs aizsargapģērbs. Aramid 1313 audums nedeg, nepil, neizkūst un nesmēķē, saskaroties ar uguni, un tam ir lieliska ugunsdroša iedarbība. Īpaši, saskaroties ar 900-1500 grādu augstu temperatūru, auduma virsma ātri pārkarbonizēsies un sabiezēs, veidojot unikālu siltumizolācijas barjeru, kas aizsargā lietotāju no izplūdes. Ja tiek pievienots neliels daudzums antistatiskās šķiedras vai aramīda 1414, tas var efektīvi novērst auduma pārsprāgšanu un izvairīties no zibens loka, elektriskā loka, statiskās elektrības, liesmas utt. Aramid 1313 krāsainās šķiedras var izmantot, lai izgatavotu dažādus īpašus aizsargtērpus, piemēram, lidojumu tērpus, ķīmiski-izturīgus kaujas tērpus, ugunsdzēsības tērpus, krāsns kombinezonus, elektriskās metināšanas kombinezonus, spiediena izlīdzināšanas tērpus, starojumu. -Necaurlaidīgi kombinezoni, ķīmiski aizsargtērpi, augstsprieguma-ekrāni utt. Aviācija, kosmosa, militārās formas, ugunsdrošība, naftas ķīmija, elektrība, gāze, metalurģija, sacīkstes un daudzas citas jomas. Turklāt attīstītajās valstīs aramīda audumus plaši izmanto arī kā viesnīcu tekstilizstrādājumus,{9}}dzīvības glābšanas ejas, mājsaimniecības ugunsdrošus dekorus, gludināmo dēļu pārvalkus, virtuves cimdus un liesmu slāpējošās pidžamas, lai aizsargātu. veciem cilvēkiem un bērniem.
Augstas temperatūras filtra materiāls. Aramīda 1313 izturība pret augstu temperatūru, izmēru stabilitāte un ķīmiskā izturība padara to par dominējošu augstas temperatūras filtru vidē. Aramīda filtru materiālus plaši izmanto ķīmiskajās rūpnīcās, termoelektrostacijās, ogļu rūpnīcās, cementa rūpnīcās, kaļķu rūpnīcās, koksēšanas rūpnīcās, kausēšanas rūpnīcās, asfalta rūpnīcās, krāsošanas rūpnīcās, kā arī augstas-temperatūras dūmvados un karstā gaisa iekārtās elektriskās loka krāsnis, eļļas katli un sadedzināšanas krāsnis Filtrēšana var ne tikai efektīvi noņemt putekļus, bet arī izturēt kaitīgu izgarojumu ķīmisko iedarbību un vienlaikus atvieglot dārgmetālu atgūšanu.
Šūnveida celtniecības materiāls. Aramid 1313 strukturālo materiālu papīru var izmantot, lai izgatavotu biomimētisku daudzslāņu šūnveida strukturālo plātni, kurai ir izcila stiprības/svara attiecība un stingrības/svara attiecība (apmēram 9 reizes lielāka nekā tēraudam), viegls svars, triecienizturība, liesma. pretestība, izolācija un izturība. Tam ir izturība pret koroziju, izturība pret novecošanu un laba elektromagnētisko viļņu caurlaidība. Tas ir piemērots platjoslas viļņu{3}}pārraides materiālu un lielu stingru sekundāro spriegumu konstrukciju komponentu ražošanai lidmašīnās, raķetēs un satelītos (piemēram, spārni, apvalki, kabīnes apšuvumi, durvis utt.). Grīda, kravas telpa un starpsiena utt.), kas piemērotas arī jahtu, sacīkšu laivu, ātrvilcienu-ātrvilcienu un citu augstas veiktspējas{5}}sviestmaižu konstrukciju ražošanai.
2, ložu necaurlaidīga šķiedra - aramīds 1414
Gandrīz vienlaikus ar Aramid 1313 izgudrojumu uzņēmums DuPont 60. gadu beigās izstrādāja citu augstas veiktspējas sintētisko šķiedru Aramid 1414, un tā komerciālais produkts pirmo reizi tika ieviests 1972. gadā ar nosaukumu Kevlar.
Aramid 1414 pēc izskata ir zeltaini dzeltens un izskatās kā spīdīgi metāla pavedieni, bet patiesībā tas ir šķidro kristālu polimērs, kas sastāv no stingrām garām molekulām. Tā kā tās molekulārā ķēde ir ļoti orientēta gar garuma virzienu un tai ir spēcīga savstarpējā ķēdes saite, tā piešķir šķiedrai nepieredzēti augstu izturību, augstu moduli un augstas temperatūras izturību.
Aramīda 1414 atklāšana tiek uzskatīta par svarīgu pavērsienu materiālu rūpniecības attīstībā. Aramīdam 1414 ir ārkārtīgi augsta izturība, vairāk nekā 28 grami uz denjē, 5–6 reizes augstākas nekā augstas kvalitātes tēraudam, 2–3 reizes lielāks par tērauda vai stikla šķiedras moduli un 2 reizes tērauda stingrība. svars ir tikai 2 līdz 3 reizes lielāks nekā tērauda svars. 1/5. (Aramīda 1414 stingrība arī apgrūtina tā griešanu un apstrādi, tāpēc ir nepieciešami dārgi speciāli instrumenti).
The continuous use temperature range of aramid 1414 is extremely wide, and it can operate normally for a long time in the range of -196 degree to 204 degree . The shrinkage rate at 150 degree is 0, it does not decompose or melt at a high temperature of 560 degree , its heat resistance is better than aramid 1313, and it has good insulation and corrosion resistance, and has a long life cycle. Synthetic steel wire".
Aramid 1414 was first used in cutting-edge fields such as national defense and military industry. In order to meet the needs of modern warfare and anti-terrorism, the military and police of the United States, Russia, Britain, Germany, France, Israel, Italy and many other countries have bulletproof vests, bulletproof helmets, stab-proof and anti-cutting suits, EOD suits, high-strength parachutes, and bulletproof vehicles. Aramid 1414 is widely used in the body, armor plate, etc. In the body armor, due to the high strength, toughness and good weaving of aramid fiber, it can absorb and disperse the energy of bullet impact to other fibers of the braid to avoid "blunt trauma", so the protective effect is remarkable. The lightweight of aramid body armor and helmets effectively improves the army's rapid response and protection capabilities.
Tagad ne tikai militārajā jomā, bet arī aramīds 1414 ir plaši izmantots kā augsto tehnoloģiju šķiedru materiāls dažādos valsts ekonomikas aspektos, piemēram, kosmosa, elektromehāniskā, būvniecības, automobiļu, jūras ūdens produktu un sporta preču ražošanā. .
Kosmosā aramīda šķiedru sveķu matricu pastiprinātus kompozītmateriālus izmanto kā strukturālos materiālus kosmosa, raķešu un gaisa kuģu vajadzībām, kas var samazināt svaru, palielināt lietderīgo slodzi un ietaupīt daudz enerģijas degvielas. Piemēram, Boeing lidmašīnu korpusā, salonā un sēdekļos ir veiksmīgi izmantots aramīda 1414 materiāls, samazinot svaru par 30 procentiem.
Aramid 1414 is the most ideal cord fiber because of its small specific gravity, high strength, good heat resistance, and good adhesion to rubber. The aramid cord can reduce the thickness of the tire, reduce the weight, easily dissipate heat, reduce deformation, reduce rolling resistance, improve high-speed running performance, prolong the service life of the tire, and greatly improve the puncture resistance. The characteristic allows the tire to be driven to the garage after a flat tire without damaging the side of the tire. Aramid 1414 is especially suitable for use as reinforced tire cords for automobiles and aircrafts with high speed or heavy load, and has great development prospects. At present, the world's major tire giants Michelin, Goodyear, Pirelli and other companies have adopted aramid 1414 as tire cord, which is widely used in the field of high-end cars.
Civilajā un būvinženierijā aramīdu 1414 var izmantot tiltiem, kolonnām, metro, skursteņiem, ūdenstorņiem, tuneļiem, elektrificētiem dzelzceļiem, jūras ostām utt., pateicoties tā vieglajam svaram, augstajai izturībai, augstajam elastības modulim, izturībai pret koroziju, ne{ {1}}vadītspēja un triecienizturība Piestātne tiek remontēta un pastiprināta, īpaši piemērota betona konstrukciju pastiprināšanai un remontam.
Turklāt aramīdu 1414 var izmantot arī kā karkasa materiālu piepūšamiem gumijas izstrādājumiem (piemēram, piepūšamiem glābšanas plostiem, piepūšamiem laivu tiltiem u.c.), pret koroziju izturīgos-traukos, vieglās eļļas tvertnēs un lielos{{2} }jēlnaftas iesūkšanas caurules ar diametru; griešanas-izturīgi aizsargcimdi; izmantojot pašeļļošanas īpašības, karstumizturību un stingrību, tas var aizstāt azbestu ar kancerogēniem, lai izgatavotu siltumizolācijas vairogus, aizsargtērpus un blīvējuma materiālus; tas var arī aizstāt azbestu un stikla šķiedru, lai pastiprinātu sveķus, ko izmanto kā berzes{5}}izturīgus, siltumizolācijas un elektriskās izolācijas materiālus; kuģu trošu, zemūdens kabeļu, radaru boju sistēmu un optisko šķiedru pastiprinātu trošu ražošana; augstas -izturības, maza-svara sporta aprīkojuma, piemēram, slēpju, airu laivu un kajaku utt., ražošana. Vārdu sakot, visos gadījumos, kad nepieciešama augsta izturība, stiepes izturība, plīsuma izturība, caurduršanas izturība un augsta temperatūras izturība ir jomas, kurās aramīds 1414 parāda savus talantus un tam ir neaizvietojamas priekšrocības.