Yleisimmin käytetty, lupaavin korkean teknologian erikoiskuitu!

Tällä hetkellä jotkut kansainväliset yritykset ovat edelleen kiinnostuneita aramidikuituhankkeiden investoinneista ja laajentamisesta. Esimerkiksi Yhdysvalloissa DuPont ilmoitti laajentavansa suorituskykyisen para-aramidikuidun tuotantokapasiteettia. Uusi tehdas Cooper Riverissä laajentaa suorituskykyisen para-aramidikuitubrändinsä KEVLAR tuotantokapasiteettia. Para-aramidia käytetään pääasiassa teollisuus- ja sotilasaloilla. Esimerkiksi Yantai Spandex Co., Ltd., Kiinan suurin meta-aramidikuituvalmistaja ja toimittaja, käytetään korkeaan lämmönkestävyyteen, kuten suojavaatteisiin ja suodatukseen, jonka vuosituotanto on 1500 tonnia meta-aramidikuitua. Lunin tuotantolinjan kapasiteetin laajennushanke on valmistunut onnistuneesti vuoden 2008 jälkipuoliskolla ja se on otettu käyttöön. Laajentuminen ja muutos ovat kasvattaneet yhtiön metaaramidikuitujen kokonaiskapasiteettia 4 300 tonniin vuodessa.

Mikä on aramidikuitu? Aramidikuitu tunnetaan yleisesti nimellä aramidikuitu. Alifaattisen polyamidin (tunnetaan yleisesti nimellä nailon) erottamiseksi aromaattista polyamidia kutsutaan Yhdysvalloissa aramidiksi ja sen tuottamaa kuitua kutsutaan aramidiksi. Tärkeimmät aramidikuitujen lajikkeet ovat: poly-m-fenyleeni-isoftalamidikuitu, nimeltään aramidi 1313, joka tunnetaan myös nimellä meta-aramidikuitu; poly-p-fenyleenitereftalamidikuitu, nimeltään aramidi 1414 . Aramidikuitua käytetään laajalti informaatioteollisuudessa, siviilirakentamisessa, tiivistyspakkauksissa, suurten matkustaja-lentokoneiden rakennemateriaaleissa ja palonkestävissä ja lämmönkestävissä suojavaatteissa jne. Tilastojen mukaan tällä hetkellä aramidituotteita käytetään luodinkestävään liiviin, kypäriin jne. niiden osuus on noin 7% ~ 8%, ilmailu- ja urheilumateriaaleihin noin 40%, renkaiden runkomateriaaleihin, kuljetinhihnamateriaaleihin jne. noin 20%, lujiin köysiin jne. 13%. Vahvistusmateriaalina aramidikuidulla on korvaamaton rooli. Erityisesti upeassa korkean suorituskyvyn kuituperheessä aramidista on tullut kehittynyt suojamateriaali ja rakenne erinomaisen lämmönkestävyyden, palonestoajan, sähköeristyksen ja mekaanisten ominaisuuksiensa sekä erittäin korkean lujuuden ja korkean moduulin erinomaisten lajikkeiden ansiosta. Materiaalien tärkeät perusraaka-aineet eivät ainoastaan osoita kykyjään huippuluokan aloilla, kuten ilmailu, ilmailu, maanpuolustus ja elektroniikka, vaan myös avaavat laajemman siviilitilan. Niistä on tullut maailman yleisimpiä, suurimpia ja lupaavimpia korkean teknologian erikoiskuituja.

Aramidikuitujen kehityshistoria

Aramidikuitu syntyi 1960-luvun lopulla. Sitä käytettiin alun perin avaruuskehityksen materiaalina ja tärkeänä strategisena materiaalina, joka piti salassa, mikä lisäsi paljon mysteeriä. Kylmän sodan jälkeen aramidikuitua käytettiin laajasti ihmisten toimeentulon alalla korkean teknologian kuitumateriaalina, ja se paljasti vähitellen todelliset kasvonsa. Aramidia kehitettiin ja teollistettiin ensimmäisen kerran menestyksekkäästi DuPontin toimesta Yhdysvalloissa. Meta-aramidi rekisteröitiin nimellä Nomex ja para-aramidi rekisteröitiin nimellä Kevlar. Aramidikuitujen alalla on määräävä asema. Esimerkiksi palonkestävä aramidikuitu 1313 kehitettiin menestyksekkäästi DuPontin toimesta Yhdysvalloissa, ja teollistunut tuotanto toteutettiin vuonna 1967, ja tuote rekisteröitiin Nomex-nimellä. Tämä on pehmeä, valkoinen, hoikka, pörröinen ja kiiltävä kuitu. Sen ulkonäkö on sama kuin tavallisten kemiallisten kuitujen, mutta se on yhdistelmä monia kykyjä ja sillä on poikkeuksellisia "erikoistoimintoja". Amerikkalainen DuPont Company kehitti 1960-luvun lopulla toisen korkean suorituskyvyn synteettisen kuidun, luodinkestävän aramidin 1414, lähes synkronoituna palonkestävän kuituaramidin 1313 keksinnön kanssa. pull). Aramidi 1414 on kullankeltainen ulkonäöltään ja näyttää kiiltäviltä metallilangoilta, mutta se on itse asiassa nestekidepolymeeri, joka koostuu jäykistä pitkistä molekyyleistä. Koska sen molekyyliketju on erittäin suuntautunut pituussuuntaan ja sillä on vahva ketjujen välinen sidos, se antaa kuidulle ennennäkemättömän korkean lujuuden, korkean moduulin ja korkean lämpötilan kestävyyden. Aramidi 1414:n löytämistä pidetään tärkeänä virstanpylväänä materiaaliteollisuuden kehityksessä. Aramidi 1414 on erittäin vahva, yli 28 grammaa / denier, 5-6 kertaa korkealaatuisen teräksen, 2-3 kertaa teräksen tai lasikuidun ja 2 kertaa teräksen paino, kun taas paino on vain 2-3 kertaa teräksen paino. 1/5. (Aramidi 1414:n sitkeys tekee myös sen erittäin vaikeaksi leikata ja käsitellä, mikä vaatii kalliita erikoistyökaluja). Pitkään korkeiden investointikustannusten ja teknisten vaikeuksien vuoksi vain Yhdysvalloilla, Japanilla ja entisellä Neuvostoliitolla on tuotantokyky. Prosessiteknologia on huippusalainen, ja tuotteita pidetään strategisina materiaaleina ja valvotaan tiukasti. Tällä hetkellä globaalit aramidikuitumarkkinat jakautuvat pääasiassa DuPont Corporationin, Japanin Teijin Corporationin ja Yantai Spandex Co., Ltd:n kolmen suurimman aramidikuitutoimittajan kesken.

 Aramidikuitujen luokitus, morfologia ja ominaisuudet

1. Aramidikuitujen luokitus

   Aramidikuidut voidaan jakaa kahteen päätyyppiin niiden erilaisten kemiallisten rakenteiden mukaan: yksi on meta-aramidikuitu, jolle on ominaista lämmönkestävyys ja palonesto, jonka koko nimi on polymetafenyleenitereftalamidi. Englanninkielinen lyhenne on PMTA, amerikkalainen kauppanimi Nomex ja maani nimi on aramid 1313; Paraaramidin luokalle on ominaista korkea lujuus, korkea elastisuus ja lämmönkestävyys, koko nimi on polytereftaloili P-fenyleenidiamiini, englanninkielinen lyhenne on PPTA, kauppanimi on Kevlar Yhdysvalloissa, Technora Japanissa, Twaron Alankomaissa, Tevlon Venäjällä ja aramid 1414 kotimaassani.

   
   

2. Aramidikuitu on eräänlainen korkean lämpötilan kestävä korkea lujuus ja erittäin elastinen kuitu, jolla on sekä epäorgaanisten kuitujen mekaaniset ominaisuudet että orgaanisten kuitujen käsittelyominaisuudet, ja sen tiheys vastaa polyesterikuitujen tiheyttä. Samalla sillä on myös erinomainen kemiallinen korroosionkestävyys, säteilynkestävyys, väsymiskestävyys, mittavakaus ja muut erinomaiset ominaisuudet sekä tietyt tarttumisominaisuudet kumihartsien kanssa. Tällä hetkellä tuotteita on saatavilla sellu- ja kuitumuodossa. Siitä on tullut uusi materiaali eri aloilla, kuten ilmailu-, kumi-, hartsiteollisuus, elektroniikka- ja sähkölaitteet, kuljetusvälineet, urheiluvälineet ja siviilirakentaminen. Erityisesti aramidikuidusta valmistettua korkealaatuista aramidipaperikomposiittimateriaalia voidaan käyttää laajalti kehittyneenä sähköeristysmateriaalina, painettuna piirilevynä ja sähkömagneettisen aallonsuojausmateriaalina, joka on herättänyt paljon huomiota.

   
   

   Aramidikuitujen morfologia

   1414 kuitu on kirkkaan keltainen, 1313 kuitu on kirkkaan valkoinen. On olemassa kaksi kuitumuotoa, lyhyt kuitu (tai filamentti) ja sellukuitu (tai saostuskuitu). Filamentteja käytetään pääasiassa tekstiili-, kumi- ja muilla aloilla, ja lyhyitä kuituja ja sellukuituja käytetään paperiteollisuudessa.

   
   

3. Aramidin levitysominaisuudet

3.1 Johtamattomuus

Nykyaikaisissa hankkeissa, kuten metroissa, tunneleissa, sähköistettyissä rautateillä ja teollisuuslaitoksilla, kaikilla on korkeat eristysvaatimukset. Näiden hankkeiden vahvistamisessa ja vahvistamisessa aramidikuiduilla on ehdoton etu, ja ne tarjoavat myös ratkaisun näille aloille. Paras mahdollisuus valita.

3.2 Hyvä korroosionkestävyys

Erityisesti vahva alkalin korroosionkestävyys on verrattavissa muihin FRP-komposiittimateriaaleihin. Meriveden betonirakenteen voimakkaan syövyttävyyden vuoksi tärkein syy on se, että siinä on enemmän kloridi-ioneja, mikä johtaa betonin karbonoitumiseen ja terästangon korroosioon ja laajenemiseen. Siksi joidenkin satamaterminaaliprojektien vahvistamisessa ja suojauksessa aramidikuitu on paras valinta.

3.3 Hyvä iskunkestävyys

Koska aramidikuidun elastinen moduuli on 118Gpa, sen sitkeys on erityisen hyvä, ja sen venymisnopeus on 1,8%, joten sitä käytettiin alun perin sotilastuotteena ulkomailla, kuten haarniska. Sitä käytetään vahvistamaan joitakin rakenteita, joilla on tiukat iskuvaatimukset, kuten pääkanavan laitureita.

3.4 Hyvä anti-dynaaminen kuormitus ja anti-väsymys suorituskyky

Vaikka hiilikuidun vetolujuus on erittäin korkea, koska se on hauras materiaali, se kestää vain pitkäaikaista staattista kuormitusta. Jos se altistuu dynaamiselle kuormitukselle pitkään, sen lujuutta ei voida taata. Tämä rajoitus ei koske aramidikuitua. Sitä käytetään pääasiassa sotilaallisissa tuotteissa ja se on päämateriaali panssarit. Hyvän sitkeyden vuoksi sen vastaava väsymiskestävyys on erittäin hyvä. Lisäksi aramidikuidun leikkauskestävyys on myös vahvin kaikista FRP-materiaaleista.

3.5 Rakentaminen on kätevää

Tärkeimmät vaiheet ovat seuraavat: pintakäsittely - harjaus pohjamaali - pohjakerros kyllästävä hartsi - liimaus aramidikangas - ulkokerros kyllästävä hartsi - pintasuoja, ja toiminta on hyvin yksinkertainen. Suuria nostokoneita ja -laitteita ei tarvita, eikä viistämistä yleensä tarvita. Neliöpylvään viisteyden on oltava vain 10 oinasta, koska aramidi on orgaaninen materiaali, jolla on hyvä kostutettavuus hartsilla ja lyhyt kovettumisaika. Muutaman tunnin ajan samanlaiset muut kuidut kestävät yhdestä kahteen viikkoon.

Aramidikankaan sovellusalue rakenteiden vahvistamisessa

1. Säde

   Vahvistusmenetelmiin kuuluvat pääasiassa siltojen ja siviilirakennusten sekä teollisuustoimitilojen taivutus- ja leikkauskestävyys. Kun taivutusvahvistus suoritetaan, aramidikankaan kuitusuunta on johdonmukainen palkin aksiaalisen suunnan kanssa ja se on yleensä kiinnitetty palkin jännityspuolelle. Paranna palkkin kantavuutta. Asianmukaisten testien mukaan niin kauan kuin palkki ei ole yli vahvistettu palkki, yksi kerros AK-40 voi lisätä kuormaa noin 30% ja kaksi kerrosta voi lisätä kuormaa noin 40%; leikkausvahvistuksen aikana aramidikankaan kuitusuunta on sama kuin palkki akseli on pystysuora.

   
   

2. Pilarit

   Aramidikangas on ihanteellinen pilarin vahvistusmateriaali. Ensinnäkin, koska aramidikuidun elastinen moduuli on 118Gpa, sillä on parempi sitkeys kuin hiilikuitu (elastinen muotti 230Gpa); Toiseksi reunan hiontaan tarvitaan yleensä vain l0mm. Noin, yleensä ei tarvitse kiillottaa, ja hiilikuitu tarvitsee noin 30 rnm. Aramidi säästää paljon työtunteja. Lopuksi, koska aramidikangas on pehmeä kangas, se seuraa erittäin hyvin, erityisesti epäsäännöllisten muotojen korkille, aramidikangas on ihanteellinen vahvistusmateriaali.

   
   

3. Muurarit, taulut

   Yleensä levyn vahvistusvaara on suhteellisen korkea, eikä vahvistuksen pitäisi vaikuttaa sen ulkonäköön, joten on ihanteellinen valinta käyttää ohutta ja pehmeää FRP-komposiittimateriaalia vahvistukseen.

   
   

4. Savupiput, vesitornit

   Korkean korkeuden rakenteiden, kuten savupiipun vesitornien, vuoksi vahvistus ja huolto ovat erityisen vaikeita. Perinteisiä menetelmiä on pohjimmiltaan vaikea ratkaista tällaisia ongelmia. Aramidikuidut, joilla on kevyt paino, korkea lujuus, korroosionkestävyys ja kestävyys, ovat erittäin hyvä valinta.
   

   
   

5. Metrotunneli

Koska metrot ja tunnelit ovat maanalaisia rakenteita, niiden voimat ovat erilaisia kuin maan päällä. Luolan päällä ja tunnelitestissä on maavoimia, ja sillä on myös raivausvaatimukset, joten halkeamia tehdään. Korjattaessa perinteinen vahvistusmenetelmä on hyvin epätodennäköinen. Vahvistus ja huolto aramidikankaalla voi täyttää sen erilaiset vaatimukset, koska kaari- tai sivuseinän halkeamat metroissa tai tunneleissa ovat yleensä monisuuntaisia ja epäsäännöllisiä. Tämä edellyttää, että sen korjausmateriaalilla on hyvä leikkauskestävyys, ja aramidi on johtava FRP-materiaali, joten aramidikangas on paras valinta tunnelien metrosuunnittelussa.

Eriytettyjen, toiminnallisten ja erityistehokuitujen ja erikoiskuitujen kehittäminen on 2000-luvun pääaiheena. Tyypillisenä korkean suorituskyvyn kuituna aramidikuitua kehitetään varmasti monipuolisesti. Nykyaikainen kansallinen puolustus, palonsuojelu, kemianteollisuus, metallurgia, vesivoima, geologia ja kaivostoiminta, ydinteollisuus ja muut teollisuudenalat vaativat erityisiä materiaaleja, joilla on lämmöneristys, ilmanvaihto, palonestoaine, lämpötilankestävyys ja korroosionkestävyys, mikä myös luo potentiaalisia valtavia markkinoita. Modifioinnin, uuden muovaustekniikan ja eriytetyn tutkimuksen avulla parannetaan edelleen puristuslujuutta, väsymislujuutta, taivutusmoduulia, veden- ja valonkestävyyttä ja pinnan tarttuvuutta, parannetaan suorituskykyä, parannetaan jalostusolosuhteita ja vähennetään tuotantokustannuksia, voidaan odottaa aramidikuitujen tuotantoteknologian ja sovellustekniikan innovaation myötä aramidikuituun liittyviä toiminnallisia tekstiilejä käytetään laajemmin. Erityisesti kotimaani kansantalouden nopean kehityksen myötä erilaisten siltojen ja rakennusrakenteiden ylläpidosta, vahvistamisesta ja muuttamisesta tulee rakennushankkeiden painopiste nyt ja pitkään tulevaisuudessa.

Tällä hetkellä yleisesti käytetyt vahvistusmenetelmät Kiinassa sisältävät pääasiassa seuraavat menetelmät: kuitukankaan komposiittimateriaalin vahvistus, teräslevyjen liimaus, ulkoinen esijännitys ja laajeneva poikkileikkausmenetelmä. Aramidikuitukomposiittimateriaalilla on erilliset ominaisuudet, ja sen ilmeisten etujen vuoksi kustannuskyvyssä uskotaan, että sitä käytetään yhä laajemmin ja siitä tulee laajimmin käytetty uusi teknologia vanhojen vaarallisten siltojen vahvistamiseksi. Lisäksi tämän tuotteen kysyntä sotilas- ja puolustusaloilla on kasvanut, mikä on laajentanut entisestään uusien aramidikuitujen tutkimusta ja kehittämistä kansainvälisillä markkinoilla. Aramidikuitu KelarXP. KelarXP on parantanut ballistista kestävyyttä uudella kangastekniikalla ja uudella pinnoitetekniikalla, ja sen mukavuus suojakankaana on erinomainen. DuPontin ja sen riippumattoman organisaation testissä 11 KelarXP-kerroksesta koostuva luotiliivi voi estää luoteja kolmannessa kerroksessa, ja jäljellä olevia kerroksia käytetään puskuroimaan luotien iskuja, mikä voi vähentää käyttäjän traumaa. KelarXP voi hajottaa 15% luodin iskusta käytettäessä 44 kaliiperin pistoolia, ja liivin paino on vähintään 10% kevyempi. DuPontin mukaan tällä hetkellä markkinoilla olevat kevyet materiaalit viittaavat yleensä liiveihin, joissa on 20–40 kerrosta, jotka vaativat vähintään 9 kerrosta luodin pysäyttämiseen.