Kõige laialdasemalt kasutatav, kõige paljulubavam kõrgtehnoloogiline erikiud!

Praegu on mõned rahvusvahelisel turul ettevõtted endiselt huvitatud aramiidkiudude projektide investeerimisest ja laiendamisest. Näiteks teatas DuPont Ameerika Ühendriikides suure jõudlusega para-aramiidkiu tootmisvõimsuse laiendamisest. Uus tehas ettevõtte tehastes Cooper Riveris laiendab oma suure jõudlusega paraaramiidkiudude brändi "KEVLAR" tootmisvõimsust. Paraaramiidi kasutatakse peamiselt tööstus- ja sõjaväevaldkondades. Näiteks Yantai Spandex Co., Ltd., suurim metaaramiidkiudude tootja ja tarnija Hiinas, kasutatakse kõrge kuumuskindluse, näiteks kaitseriietuse ja filtreerimise jaoks, mille aastane toodang on 1500 tonni metaaramiidkiudu. Luni tootmisliini tootmisvõimsuse laiendamise projekt on 2008. aasta teisel poolel edukalt lõpule viidud ja toodetud. Laienemine ja ümberkujundamine on suurendanud ettevõtte metaaramiidkiudude tootmisvõimsust 4300 tonnini aastas.

Mis on aramiidkiud? Aramiid kiud on tavaliselt tuntud kui aramiid kiud. Selleks et eristada alifaatset polüamiidi (tavaliselt tuntud kui nailon), nimetatakse aromaatset polüamiidi Ameerika Ühendriikides aramiidiks ja kiud, mida see valmistab, nimetatakse aramiidkiuks. Peamised aramiidkiudude sordid on: polü-m-fenüleen-isoftalamiidkiud, mida nimetatakse aramiid 1313, tuntud ka kui meta-aramiidkiud; polü-p-fenüleentereftalamiidkiud, mida nimetatakse aramiidiks 1414. Aramiidkiudu kasutatakse laialdaselt infotööstuses, tsiviilehituses, tihenduspakendites, suurte reisilennukite struktuurimaterjalides ja leegikindlates ja kuumuskindlates kaitseriietustes jne Statistika kohaselt kasutatakse praegu aramiidi tooteid kuulikindlate vestide, kiivrite jne jaoks umbes 7% ~ 8%, kosmosematerjalid, spordimaterjalid umbes 40%, rehvi raami materjalid, konveierilindi materjalid jne moodustavad umbes 20%, suure tugevusega köied jne 13%. Tugevdava materjalina on aramiidkiul oma asendamatu roll. Eriti suurepärase kõrge jõudlusega kiudude perekonnas on aramiid saanud täiustatud kaitsmaterjaliks ja struktuuriks tänu oma suurepärasele kuumuskindlusele, leegiaeglustusele, elektrilisele isolatsioonile ja mehaanilistele omadustele, samuti suurepärastele eriti suure tugevuse ja kõrge mooduli sortidele. Materjalide olulised põhitoorained mitte ainult ei näita oma andeid tipptasemel valdkondades, nagu lennundus, kosmose, riigikaitse ja elektroonika, vaid avavad ka laiema tsiviilruumi. Neist on saanud tänapäeval maailma kõige laialdasemad, suurimad ja paljulubavamad kõrgtehnoloogilised erikiud.

Aramiidkiu arendamise ajalugu

Aramiidkiud sündisid 1960. aastate lõpus. Algselt kasutati seda kosmosearenduse materjalina ja olulise strateegilise materjalina, mida tuleb hoida saladuses, lisades palju saladusi. Pärast külma sõja lõppu kasutati inimeste elatusvahendite valdkonnas laialdaselt aramiidkiudu kui kõrgtehnoloogilist kiudmaterjali ja see avastas järk-järgult oma tõelise näo. Aramidi arendati ja industrialiseeriti esimest korda edukalt DuPonti poolt Ameerika Ühendriikides. Metaaramiid registreeriti nimega Nomex ja paraaramiid registreeriti nimega Kevlar. Aramiidkiu valdkond on domineeriv seisund. Näiteks DuPont arendas esimest korda edukalt välja tulekindla kiu aramiid 1313 Ameerika Ühendriikides ja tööstuslik tootmine realiseeriti 1967. aastal ja toode registreeriti nimega Nomex. See on pehme, valge, õhuke, kohev ja läikiv kiud. Selle välimus on sama, mis tavalistel keemilistel kiududel, kuid see on paljude talentide kombinatsioon ja sellel on erakordsed "erifunktsioonid". Peaaegu sünkroniseeritud tulekindla kiu aramiidi 1313 leiutamisega, arendas Ameerika DuPont Company 1960. aastate lõpus välja teise suure jõudlusega sünteetilise kiu - kuulikindla kiu aramiid 1414. tõmba). Aramiid 1414 on kuldkollane välimuselt ja näeb välja nagu läikivad metalliniidid, kuid tegelikult on see vedelkristallpolümeer, mis koosneb jäigast pikkadest molekulidest. Kuna selle molekulaarahel on kõrgelt orienteeritud piki pikkuse suunda ja sellel on tugev ahelavaheline sidumine, annab see kiule enneolematu kõrge tugevuse, kõrge mooduli ja kõrge temperatuurikindluse. Aramiidi 1414 avastamist peetakse oluliseks verstapostiks materjalitööstuse arengus. Aramiid 1414 on äärmiselt kõrge tugevusega, rohkem kui 28 grammi / denier, 5-6 korda suurem kui kvaliteetne teras, 2-3 korda suurem kui teras või klaaskiud ja 2 korda suurem kui teras, samas kui kaal on ainult 2-3 korda suurem kui teras. 1/5. (Aramiid 1414 vastupidavus muudab selle lõikamise ja töötlemise äärmiselt raskeks, nõudes kalliid eritööriistu). Pikka aega on kõrgete investeerimiskulude ja tehniliste raskuste tõttu suutlik toota ainult Ameerika Ühendriikidel, Jaapanil ja endisel Nõukogude Liidul. Protsessitehnoloogia on ülisalajane ja tooteid peetakse strateegilisteks materjalideks ja rangelt kontrollitakse. Praegu jagavad ülemaailmsed aramiidkiudude turud peamiselt kolm peamist aramiidkiudude tarnijat DuPont Corporation, Teijin Corporation of Japan ja Yantai Spandex Co., Ltd.

 Aramiidkiudude klassifitseerimine, morfoloogia ja omadused

1. Aramiidkiudude klassifitseerimine

   Aramiid kiud võib jagada kaheks peamiseks tüübiks vastavalt nende erinevatele keemilistele struktuuridele: üks on meta-aramiid kiud, mida iseloomustab kuumuskindlus ja leegiaeglustus, mille täisnimi on polümetafenüleentereftalamiid. Inglise lühend on PMTA, USA kaubanimi Nomex ja minu riigi nimi on aramid 1313; para-aramiidi klassi iseloomustab kõrge tugevus, kõrge elastsusmoodul ja kuumuskindlus, täisnimi on polütereftaloüül-P-fenüleendiamiin, inglise lühend on PPTA, kaubanimi on Kevlar Ameerika Ühendriikides, Technora Jaapanis, Twaron Hollandis, Tevlon Venemaal ja aramid 1414 minu kodumaal.

   
   

2. Aramiidkiud on omamoodi kõrge temperatuuriga vastupidav kõrge tugevusega ja kõrge elastne kiud, millel on nii anorgaaniliste kiudude mehaanilised omadused kui ka orgaaniliste kiudude töötlemisvõimed ning selle tihedus on võrdne polüesterkiududega. Samal ajal on sellel ka suurepärane keemiline korrosioonikindlus, kiirguskindlus, väsimuskindlus, mõõtmete stabiilsus ja muud suurepärased omadused, samuti teatavad kummivaigudega haardumisomadused. Praegu on tooted saadaval tselluloosi ja kiu kujul. See on muutunud uueks materjaliks erinevates valdkondades, nagu lennundus-, kummi-, vaigutööstus, elektroonika- ja elektriseadmed, transpordivahendid, spordivarustus ja tsiviilehitus. Eelkõige saab aramiidkiust valmistatud suure jõudlusega aramiidpaberi komposiitmaterjali laialdaselt kasutada täiustatud elektrilise isolatsiooni materjalina, trükkplaadina ja elektromagnetilise lainekaitse materjalina, mis on äratanud palju tähelepanu.

   
   

   Aramiidkiudude morfoloogia

   1414 kiud on erekollane, 1313 kiud on erevalge. On kaks kiu vormi, lühike kiud (või filament) ja tselluloosi kiud (või sadestav kiud). Filamente kasutatakse peamiselt tekstiili-, kummi- ja muudes valdkondades ning lühikesi kiude ja tselluloosi kiude kasutatakse paberitööstuses.

   
   

3. Aramiidi kasutamise omadused

3.1 Mittejuhtivus

Kaasaegsetes projektides, nagu metrood, tunnelid, elektrifitseeritud raudteed ja tööstusettevõtted jne, on kõigil kõrged isolatsiooninõuded. Nende projektide tugevdamisel ja tugevdamisel on aramiidkiududel absoluutne eelis ja pakuvad ka lahendust nendele valdkondadele. Parim võimalus valida.

3.2 Hea korrosioonikindlus

Eelkõige on tugev leeliselise korrosioonikindlus võrreldamatu teiste FRP komposiitmaterjalidega. Merevee betoonkonstruktsiooni tugeva söövitavuse tõttu on peamine põhjus, et selles on rohkem kloriidioone, mille tulemuseks on betooni karboniseerimine ning terasbari korrosioon ja laienemine. Seetõttu on mõne meresadama terminali projekti tugevdamisel ja kaitsmisel parim valik aramiidkiud.

3.3 Hea löögikindlus

Kuna aramiidkiu elastne moodul on 118Gpa, on selle tugevus eriti hea ja selle pikenemise määr 1,8%, nii et seda kasutati algselt välismaal sõjalise tootena, näiteks kere turviseks. Seda kasutatakse mõningate rangete mõju nõuetega struktuuride tugevdamiseks, näiteks peakanali kaide tugevdamiseks.

3.4 Hea dünaamiline koormus ja väsimusvastane jõudlus

Kuigi süsinikkiu tõmbetugevus on väga kõrge, sest see on habras materjal, suudab see taluda ainult pikaajalist staatilist koormust. Kui see on pikka aega dünaamilisele koormusele allutatud, ei saa selle tugevust tagada. Aramiidkiu suhtes seda piirangut ei kohaldata. Seda kasutatakse peamiselt sõjalistes toodetes ja on peamine materjal keresimps. Oma hea vastupidavuse tõttu on selle vastav väsimuskindlus väga hea. Lisaks on aramiidkiu nihkekindlus ka kõigi FRP materjalide hulgas tugevaim.

3.5 Ehitus on mugav

Peamised sammud on järgmised: pinnatöötlus - harjamine krunt - alumine kiht impregneeriv vaik - aramiidkanga kleepimine - välimine kiht impregneeriv vaik - pinnakaitse ja operatsioon on väga lihtne. Suuremahuliste tõstemasinate ja -seadmete järele ei ole vaja ning üldiselt ei ole vaja kammerdamist. Ruutkolonni kammimine peab olema ainult 10 ram, sest aramiid on orgaaniline materjal, millel on hea niisutatavus vaiguga ja lühike kõvenemisaeg. Mõne tunni jooksul võtavad sarnased muud kiud ühe kuni kaks nädalat.

Aramiidkanga rakendusvaldkond konstruktsioonide tugevdamise inseneris

1. Kiir

   Peamiselt sildade ja tsiviilhoonete või tööstuslike tarneruumide puhul hõlmavad tugevdusmeetodid paindumiskindlust ja nihkekindlust. Painduvtugevdamisel on aramiidkanga kiudsuund kooskõlas tala teljesuunaga ja see on üldjuhul kinnitatud tala pingepoole. Parandada tala kandevõimet. Vastavalt asjakohastele katsetele võib üks AK-40 kiht suurendada koormust umbes 30% ja kaks kihti suurendada koormust umbes 40%; nihketugevdamise ajal on aramiidkanga kiudude suund sama, mis tala telg on vertikaalne.

   
   

2. Sammad

   Aramiid kangas on ideaalne kolonni tugevdamine materjal. Esiteks, kuna aramiidkiu elastne moodul on 118Gpa, on sellel parem elastsus kui süsinikkiud (elastne vorm 230Gpa); teiseks on servade lihvimiseks tavaliselt vaja ainult l0mm. Umbes, tavaliselt ei ole vaja poleerida ja süsinikkiud vajavad umbes 30rnm. Aramiid võib säästa palju inimtöötunde. Lõpuks, kuna aramiid riie on pehme riie, järgib see väga hästi, eriti ebaregulaarse kujuga korkide puhul, on aramiid riie ideaalne tugevdusmaterjal.

   
   

3. Müüritööd, laud

   Üldiselt on plaadi tugevdamise kliirens suhteliselt kõrge ja tugevdus ei tohiks mõjutada selle välimust, mistõttu on tugevdamiseks ideaalne valik õhukese ja pehme FRP komposiitmaterjali kasutamine.

   
   

4. Korstnad, veetornid

   Tänu kõrgele kõrgusele rajatistele, nagu korstnate veetornid, on tugevdamine ja hooldus eriti raske. Traditsioonilisi meetodeid on põhimõtteliselt raske selliste probleemide lahendada. Aramiidkiud kerge kaalu, kõrge tugevuse, korrosioonikindluse ja vastupidavusega on väga hea valik.
   

   
   

5. Metrootunnel

Kuna metrood ja tunnelid on maa all töötavad struktuurid, erinevad nende jõud maapinnal paiknevatest. Koopa ülaosas ja tunneli katses on mulda jõud ning sellel on ka kliirensinõuded, nii et tehakse pragusid. Remondil on traditsiooniline tugevdamismeetod väga ebatõenäoline. Aramiidkangaga tugevdamine ja hooldus võivad vastada selle erinevatele nõuetele, sest metroo- või tunnelite kaare- või külgseina praod on üldiselt mitmesuunalised ja ebaregulaarsed. See nõuab, et selle remondimaterjalil peab olema hea nihkekindlus ja aramiid on mittejuhtiv FRP materjal, nii et aramiid kangas on tunneli metroo projekteerimises parim valik.

Diferentseeritud, funktsionaalsete ja spetsiaalsete suure jõudlusega kiudude ja spetsiaalsete kiudude arendamine on 21. sajandi peamine uurimisteema. Tüüpilise suure jõudlusega kiudainena arendatakse aramiidkiudaineid kindlasti igakülgselt. Kaasaegne riigikaitse, tulekaitse, keemiatööstus, metallurgia, hüdroenergia, geoloogia ja kaevandus, tuumatööstus ja muud tööstusharud nõuavad spetsiaalseid materjale soojusisolatsiooni, ventilatsiooni, leegiaeglusti, temperatuurikindlust ja korrosioonikindlust, mis loob ka potentsiaalse tohutu turu. Muudatuste, uue vormimistehnoloogia ja diferentseeritud teadusuuringute kaudu parandatakse veelgi selle survetugevust, väsimustugevust, paindumismoodulit, vee- ja valguskindlust ning pinna adhesiooni, parandatakse selle jõudlust, parandatakse töötlemistingimusi ja vähendatakse tootmiskulusid, võib oodata Aramiidkiu tootmistehnoloogia ja rakendustehnoloogia innovatsiooniga aramiidkiuga seotud funktsionaalseid tekstiile laialdasemalt kasutatakse. Eriti minu riigi majanduse kiire arenguga muutub erinevate sildade ja ehituskonstruktsioonide hooldamine, tugevdamine ja ümberkujundamine ehitusprojektide keskmeks praegu ja pikka aega tulevikus.

Praegu hõlmavad Hiinas tavaliselt kasutatavad tugevdusmeetodid peamiselt järgmisi meetodeid: kiudriidest komposiitmaterjali tugevdamine, terasplaatide liimimine, väline eelpressimine ja laiendamine ristlõike meetodid. Aramiidkiust komposiitmaterjalil on erinevad omadused ja selle ilmsete eeliste tõttu kulutõhususes arvatakse, et seda kasutatakse üha laiemalt ja sellest saab kõige laiemalt kasutatav uus tehnoloogia vanade ohtlike sildade tugevdamiseks. Lisaks on suurenenud nõudlus selle toote järele sõjaväe- ja kaitsevaldkonnas, mis on veelgi laiendanud uute aramiidkiudude uurimis- ja arendustegevust ettevõtete poolt rahvusvahelisel turul. Aramiidkiud KelarXP. KelarXP on parandanud ballistilist vastupidavust tänu uuele kangastehnoloogiale ja uuele kattetehnoloogiale ning selle mugavus kaitsekangana on suurepärane. DuPonti ja selle sõltumatu organisatsiooni katsetes võib kuulikindel vest, mis koosneb 11 kihist KelarXP, blokeerida kuulid kolmandas kihis ja ülejäänud kihte kasutatakse kuulide löögi puhverdamiseks, mis võib vähendada kasutaja traumat. KelarXP võib hajutada 15% kuulide löögist, kui seda kasutatakse 44-kaliibrise püstoliga, ja vesti kaal on vähemalt 10% kergem. DuPonti sõnul viitavad praegu turul olevad kerged materjalid tavaliselt 20-40 kihiga vestidele, mis vajavad kuulide peatamiseks vähemalt 9 kihti.