Производствен процес на арамидни влакна

Синтетичен метод на параарамидни влакна

Основните суровини на пара-арамид са терефталоил хлорид (ТПС) и п-фенилендиамин (ППД). Параарамид трябва да претърпи поликондензационна реакция при безводни условия. Методите на приготвяне са:

① Интерфейсен метод на поликондензация:

Разтваряйте хлорида на дикарбоксиловата киселина в органичен разтворител, имистируем с вода, като бензен, въглероден тетрахлорид и т.н., и след това разтваряйте диамина във вода (добавете малко количество към водата, за да абсорбирате хлороводородната киселина, генерирана от реакцията), След това горните два разтвора се смесват и в момента на добавяне се появява поликондензационна реакция на интерфейса на двете течности, за да се образува полимерен филм. Тъй като реакцията се извършва на интерфейса, тя се нарича междуфамилна поликондензация.

②Метод на поликондензация с нискотемпературен разтвор:

Това е най-зрелият метод за синтезиране на арамидни влакна в момента. Този метод се използва при синтеза на индустриализирани кевлар и технорални влакна.

В стъклен полимеризационен реактор, оборудван с бъркалка от неръждаема стомана и преминал през сух Н2, добавете разтвор на NMP, съдържащ определено количество безводен ЛиCl и пиридин, добавете прахообразен р-фенилендиамин при стайна температура и го разтваряте в ледено-водна баня Разтворът се понижава до определена температура и след това се добавя стехиометричен прах терефталоил хлорид и скоростта на разбъркване се увеличава в същото време. С напредването на реакцията вискозитетът на разтвора се увеличава и нивото на течността се повишава. След няколко минути се появява феномен катерене на пръчки и се появява гел. Продължете да разбърквате няколко минути, за да разбиете жълтата гел група, след което оставете продукта да престои повече от 6 часа. Добавете малко количество вода към получения полимер, смачкайте и филтрирайте, след това измийте със студена вода и гореща вода няколко пъти, за да премахнете остатъчния разтворител, хлорид и пиридин, докато течността за измиване е неутрална, след това изсушете полимера при 100 ° Повече от 5 часа, е получен сух полимер. След това полимерът се смесва в студено концентрирана сярна киселина, загрява се до 75 ° С, за да се превърне в нематичен течен кристален разтвор и след това се завърта.

Синтетичен метод на мета-арамидни влакна

Мета-арамид се образува от поликондензация на IPC и MPD и има нискотемпературна полимеризация, междуфазна поликондензация, емулсионна полимеризация и газофазна полимеризация.

Сред тях са по-чести методът на полимеризация при ниска температура и методът на междуфазична поликондензация.

Съединените щати използва нискотемпературна полимеризация за поликондензация и приема процес на сухо предене; Японският Тейджин използва интерфазиална полимеризация за поликондензация и приема мокър процес на предене; Шандонг Янтай Тайхе Нови Материали и Гуандонг Кайян използват нискотемпературна поликондензация чрез метод на полимеризация на разтвор, използвайки мокър процес на предене за производство на мета-арамидни влакна.

①Метод на полимеризация при ниска температура:

Разтворете МФД в разтворител на N,N-диметилацетамид (DMAc) при разбъркване, охладете до около 0 ° С, след това добавете IPC при разбъркване и загрейте до 50 ~ 70 ° С за реакция, по време на процеса на реакция ще генерира HCl, Ca (OH) 2 трябва да се добави, за да го неутрализира по време на реакцията, така че разтворът да стане система за разтвор и неговата концентрация може да се регулира за мокро предене. Този метод консумира по-малко разтворител, стъпките на работа са прости и ефективността на производството е висока, така че методът на поликондензация с ниска температура се използва широко.

② Интерфейсен метод на полимеризация:

Разтваря се IPC в разтворител тетрахидрофуран (THF), за да се образува органична фаза; МФК се разтваря във воден разтвор на натриев карбонат, за да се образува водна фаза, и след това се добавя органичната фаза към водната фаза при енергично разбъркване, така че органичната фаза и водната фаза да са на две фази. Реакцията на поликондензацията настъпва бързо във фазовия интерфейс. Полученият полимер се утаява и се филтрира, измива и изсушава, за да се получи твърд продукт.

Скоростта на реакция на метода за междуфамилна полимеризация е бърза, относителното молекулно тегло на генерирания полимер е високо и може да се приготви висококачествен спининг доп, но поради сложния процес и високите изисквания за оборудване на този метод, това води до високи инвестиции.

Полета на приложение на Aramid Fiber

Арамидните влакна се използват широко в космическата, автомобилната, електромеханичната, строителната, спортната и много други области на моята страна и са един от незаменимите материали в бъдещия живот.

Авиационен сектор

Арамидните влакна имат ниска плътност, висока якост и добра устойчивост на корозия. Може да се използва за производство на корпуси на ракетни двигатели за ракети, широколентови вълнопредаващи материали за фюзелажи, основни крила и импенажи на самолети и космически кораби, както и структурни компоненти, които могат да издържат на ударни сили. Многослойната структура на пчелна пита, приготвена чрез импрегниране на арамидна кърпа с епоксидна смола, за да се образува арамид препрег и директно свързване с пчелна пита или пяна структура, има изключителна устойчивост на удар и пропускливост на електромагнитни вълни. Супер-хибридният композитен ламинат, образуван от припокриващи се и горещо пресоващи влакна от арамид, тънка алуминиева плоча и епоксидна нетъкана тъкан, има изключително висок специфичен модул и специфична якост, а неговият живот против умора е 100 до 1000 пъти по-голям от този на плочата от алуминиева сплав. Може да се използва в корпуса на самолетите и други части. Подсиленият композитен материал на основата на смола, приготвен от арамидни влакна, се прилага върху корпуса на пътниците на самолета, което може значително да намали общото тегло на самолета.

Строителен сектор

Плактилността на тъканта от арамид влакна е по-добра от тази на въглеродните влакна. Самият материал е лек и гъвкав на свобода. Той е идеален армировъчен материал за строителни проекти, особено при подсилване на нередовно оформени компоненти. Не е необходимо да се скапва. Тъкането на арамидни влакна в стоманени пръти може да се използва като циментово подсилен скелет за големи сгради. В допълнение към предимствата на висока якост и леко тегло, той също е устойчив на корозия и има добра устойчивост на срязване.

Транспорт

Поради ниската плътност на арамидните влакна, той може да издържи на високи и ниски температури и има добра адхезия към каучук, така че може да се използва като кабели за гуми за автомобили или самолети. Гумата, изработена от арамидни влакна, има леко тегло, тънка гума, ниско съпротивление при търкаляне, висока носеща способност на гумите и добра устойчивост на износване, устойчивост на срязване и устойчивост на пробиване, както и центъра на тежестта на налягането на земята на гумата по време на употреба Движението е малко, производителността на кормилното управление е добра, топлината е лесна за излъчване и не е лесно да се деформира, което подобрява комфорта на шофиране на автомобила, удължава експлоатационния живот на гумата и може да отговори на изискванията на съвременните свръхзвукови самолети за използване на гуми.

Електронно и електрическо поле

Арамидните влакна имат по-висока якост и модул и по-нисък диелектричен коефициент и добра електромагнитна трансмитентност на вълните. При същите условия на твърдост дебелината на щита на радарната антена, изработена от арамидни композитни материали, може да бъде намалена с 30% в сравнение с композитните материали от стъклени влакна.%, преносимостта на електромагнитните вълни е увеличена с 10%; ламинираният субстрат, изработен от арамидни влакна и епоксидни, фенолни, полиимидни и други смоли, има висока степен на съответствие на коефициент на линейно разширение с керамиката и не страда от термично разширение и свиване. Тя може да причини напукване и може да се използва за производство на специални печатни платки в технология за повърхностно монтиране, което благоприятства миниатюризацията и лекото тегло на електронното оборудване.

Използвайки характеристиките на висока якост и висока температурна устойчивост на арамид влакно, той се използва като "член на напрежението" в оптичното влакно, което може да предпази малкото и крехко оптично влакно от удължаване и деформация, когато е подложено на напрежение, и няма да повлияе на предаването на светлина. Композитният продукт от арамидни влакна и въглеродни влакна има добра обработваемост и полупроводникови свойства и може да издържи на висока температура. Използва се предимно за производство на материали за намаляване на електрическите полета в устройства с високо напрежение. След като е импрегнирана с изолационен лак, арамидната хартия има добри изолационни свойства и в комбинация с естествен лист слюда, тя се използва като изолационен материал за топлоустойчиви двигатели.

Други области

Арамидните влакна съдържат голям брой бензенови пръстени в своите молекули, които имат добра химическа стабилност, устойчивост на корозия, висока специфична якост, леки и здрави и могат да се използват за производство на кабели за морски съдове и дълбоки нефтени кладенци. Използвайте устойчивостта на висока температура и устойчивостта на умора на арамид влакна, за да направите висококачествени ракети, риболовни пръти, шейни, ски, ски пръти, лъкове и стрели, гребни лодки, голф стикове и др., и може да се използва и за изработване на планински обувки с тежки спортни условия Ботуши, боксови ръкавици, състезателни каски, състезателни автомобили корпуси и др Тъй като азбестът е сериозен риск за човешките дихателни пътища, арамидови влакна могат да се използват вместо азбест, за да се направят подсилени гумени уплътнителни плочи и други уплътнения, които се използват за подплата и пръстените на автомобилните спирачки.

Арамидната еднопосочна материя осигурява по-добро решение за укрепване на сградата

Арамидните влакна могат не само да строят пътища, но и да укрепят къщи и има много широка перспектива в областта на строителството.

Пара-арамидовите влакна са нов тип високотехнологични синтетични влакна, които имат отлични свойства като ултра висока якост, висок модул, висока температурна устойчивост, киселинна и алкална устойчивост и леко тегло. Или 2 до 3 пъти по-голяма от тази на стъклените влакна, издръжливостта е два пъти по-голяма от тази на стоманената тел, а теглото е само около 1/5 от стоманената тел. При температура от 560 ° тя няма да се разлага или стопи. Арамиден влакнест плат композитен материал има висока якост на опън, малка специфична тежест, добра устойчивост на корозия, добро удължаване, добро изолационно представяне, силна якост, висока якост на срязване и якост на екструдиране, силна устойчивост на удар и отлична вътрешна забавяне на горенето. Производство, може да се използва за ремонт и укрепване на мостове, колони, метро, комини, водни кули, тунели, електрифицирани железници, пристанища и кейове, особено подходящи за армировка и ремонт на бетонни конструкции.

Например, той се прилага за греди, главно мостове и граждански сгради или промишлени предприятия. Методите на армировка включват съпротивление на огъване и съпротивление на срязване. При извършване на съпротивление на огъване посоката на влакното на арамидната кърпа е в съответствие с аксиалната посока на лъча. Страницата на напрежението за увеличаване на товароносимостта на гредата. Според съответните тестове, докато гредата не е супер подсилена греда, слой от 280 грама арамидна кърпа може да увеличи носещата способност с около 30%, а два слоя могат да увеличат носещата способност с около 40%. Посоката е перпендикулярна на оста на лъча.

Арамидната кърпа също е идеална за подсилване на стълбове. На първо място, тъй като еластичният модул на арамидните влакна е 118В сравнение с еластичния модул на въглеродните влакна 230арамидните влакна имат по-добра пластичност; второ, само около 10 мм са необходими за смилане на ръбове и обикновено не се изисква смилане, докато въглеродните влакна се нуждаят от около 30 мм. За разлика от това, използването на арамидна кърпа може да спести много човешки часове. И накрая, тъй като арамидната кърпа е вид мека кърпа, тя има по-добра проследяемост, особено за капачки с неправилни форми, е по-подходящо да се използва арамидна кърпа за подсилване.

По отношение на армировъчните приложения на зидария и панели, изискванията за армировката на панелите обикновено са относително високи и външният вид няма да бъде засегнат след армировката, така че е по-удобно да се използват тънки и меки арамидни композитни материали за армировка. При укрепването на комини и водни кули, поради развитието на висока надморска височина на конструкции като комини и водни кули, е трудно да се укрепят и поддържат. Традиционните методи са основно трудни за решаване на такива проблеми, а арамидните влакна са леки, високоякостни, устойчиви на корозия и издръжливи. Добре, това ще бъде по-добър избор за укрепване на комини и водни кули.

При укрепването на тунелите на метрото арамидите също имат определени предимства. Тъй като метрото и тунелите са структури, които работят под земята, тяхната сила е различна от тази на земната структура и има налягане на земята върху покрива и страните на пещерата. Той също така има изискването за пространство за глава, така че при ремонт на пукнатини възможността за използване на традиционни методи за укрепване е много малка. Подсилването и поддръжката с арамидна кърпа могат да отговорят на различните му изисквания. Пукнатините в свода или страничната стена на метрото или тунела обикновено са многопосочни и неправилни, което изисква ремонтните му материали да имат добра устойчивост на срязване, а арамидът също е непрогодителен материал. Ето защо предимствата на арамидната кърпа при прилагането на армировка на тунелното метро инженерство са доста видни.