Kína kulcsfontosságú nagy teljesítményű rostja: aramid rost!

Az aramid rost teljes neve aramid rost, és ez Aramid rost angolul. Hazám négy nagy teljesítményű szálaként szerepel, valamint a szénszálak, az ultra-nagy molekulatömegű polietilén szálak és a bazaltszálak.

Az aramidszál és a közönséges nylon egyaránt amidszálak, és mindkettő tartalmaz amidkötéseket a makromolekulák fő láncában. A különbség az, hogy a nejlon amidkötései alifás csoportokhoz kapcsolódnak, míg az aramid amidkötései benzol gyűrűkhöz kapcsolódnak.

Aramid rostok típusai

Az aramid rostok elsősorban teljesen aromás poliamid rostokat és heterociklusos aromás poliamid rostokat tartalmaznak, amelyek ortoaramid rostokra, para-aramid rostokra (PPTA) és meta-aramid rostokra (PMTA) oszthatók. Az iparosodott termékek elsősorban a meta-aramidot és a para-aramidot tartalmazzák. A fő különbség e két típusú aramid között az amid kötésének a C atomhoz való kötési helyzetében a benzolgyűrűn.

✪ Para-aramid

A paraaramidszál, nevezetesen a poliparafenilén-tereftalamid (PPTA), amelyet hazámban aramidszálnak neveznek 1414, lineáris polimer, amelyben a molekuláris lánc amidkötéseinek több mint 85%-a közvetlenül az aromás gyűrűhöz kötődik. Ez a világ első olyan szála, amely polimer folyékony kristályos fonási megoldásból készült, és új korszakot teremt a nagy teljesítményű szintetikus szálak.

✪ Meta-aramid

Meta-aramid rost, nevezetesen polimetafenilén izoftalamid (PMTA), más néven aramid rost 1313 az én országomban. A metaaramid rost a leggyorsabban növekvő magkristály a magas hőmérsékletű szerves rostokban. A szálmolekulák meta-fenil csoportokkal összekötött amidcsoportokból állnak. A molekuláris lánc lineáris és cikkzagos. Kiváló égésgátlósággal, hőstabilitással, sugárzásállósággal és egyéb tulajdonságokkal rendelkezik.

Az aramidszálak kiváló tulajdonságai

Kiváló tulajdonságokkal rendelkezik, mint például ultra-nagy szilárdság, magas modulus és magas hőmérsékleti ellenállás, sav és lúgos ellenállás, könnyű súly, szigetelés, öregedésgátló, hosszú életciklus, stabil kémiai szerkezet, nincs olvadt csepp égés, nincs mérgező gáz és így tovább.

A para-aramid rost hőmérsékleti ellenállása magasabb, mint a meta-aramid rost. A folyamatos használati hőmérséklet tartománya -196 és 204 °C között van, és 560 °C magas hőmérsékleten nem bomlik el vagy olvad el. A para-aramid legjelentősebb jellemzői az ultra-nagy szilárdság, a magas modulus, a magas hőmérsékleti ellenállás, a sav- és lúgállóság, a könnyű súly és egyéb kiváló tulajdonságok. 3-szorosa, mint a nagy szilárdságú nejlon ipari fonal; a modulus 2-3-szor a kiváló minőségű acél vagy üvegszál, és 10-szer a nagy szilárdságú nejlon ipari fonal; Az acélhuzal szívóssága kétszer annyi, mint az acélhuzal, és a súlya csak körülbelül 1/5 az acélhuzal, jó szigetelési és öregedésgátló tulajdonságokkal rendelkezik, és hosszú élettartama van.

✪ Az aramidszál jó mechanikai tulajdonságai

Meta-aramid egyfajta rugalmas polimer, törési szilárdsága nagyobb, mint a közönséges poliészter, pamut, nejlon stb., megnyúlása nagy, kezérzete puha, és fonhatósága jó. Rövid szálakból és szálakból állítható elő, különböző denier és hosszúságú. , Általában a textilgépekben különböző fonalszámokat szövünk szövetekbe és nem szőtt szövetekbe, és a befejezés után megfelelnek a védőruházat követelményeinek a különböző területeken.

✪ Kiváló égésgátló és hőállóság aramid rost

A meta-aramid korlátozó oxigénindexe (LOI) nagyobb, mint 28, így nem ég tovább, amikor elhagyja a lángot. A meta-aramid rost égésgátló tulajdonságait saját kémiai szerkezete határozza meg, így ez egy állandó égésgátló rost, és égésgátló tulajdonságai nem csökkennek vagy elvesznek a használati idő és a mosási idők miatt. A metaaramid szál jó hőstabilitással rendelkezik, folyamatosan használható 205 ° C körülmények között, és még mindig nagy szilárdságot tud fenntartani 205 ° C feletti magas hőmérséklet esetén. A metaaramid rost magas bomlási hőmérséklettel rendelkezik, és magas hőmérsékleti körülmények között nem olvad vagy csökken, és a karbonizáció csak akkor kezdődik, ha a hőmérséklet meghaladja a 370 °C-ot.

✪ Az aramid rostok kémiai tulajdonságai stabil

A metaaramid rost kiváló ellenállósággal rendelkezik a legtöbb vegyi anyaggal szemben, ellenáll a legtöbb szervetlen sav koncentrációjának, és jó lúgállósággal rendelkezik szobahőmérsékleten.

✪ Az aramidszál sugárzásállósága

A meta-aramid sugárzási ellenállása nagyon jó. Például 1,2×10-2 w/in2 ultraibolya sugárzás és 1,72×108 rád gamma sugárzás esetén az intenzitás változatlan marad.

✪ Az aramidrost tartóssága

A Meta-aramid rost kiváló súrlódásállósággal és kémiai ellenállósággal rendelkezik. A Newstar® meta-aramidszállal feldolgozott anyag szakadószilárdsága 100-szoros mosás után még mindig eléri az eredeti szilárdság 85%-át.

Az aramidszálak alkalmazási területei

✪ Repülési terület

Az aramid szál alacsony sűrűséggel, nagy szilárdsággal és jó korrózióállósággal rendelkezik. Használható rakéták rakétahüvelyeinek gyártására, valamint a szélessávú hullámátviteli anyagok, mint például a repülőgépek és űrhajók törzse, fő szárnya és farka, valamint az ütközési erőknek ellenálló szerkezeti alkatrészek. A többrétegű méhsejt szerkezeti lapot aramid szövet epoxigyantával impregnálva készítik elő, hogy aramid prepreg képződjön és közvetlenül ragaszkodjon méhsejt vagy habszerkezettel, amely kiemelkedő ütésállósággal és elektromágneses hullámáteresztő képességgel rendelkezik. A szuper-kevert kompozit laminált, amelyet átfedő aramidszál vékony alumíniumlemezzel és epoxi vetélymentes ruhával és melegpréseléssel képeznek, rendkívül magas fajlagos modulussal és fajlagos szilárdsággal rendelkezik, és a fáradtságállóság élettartama 100-1000-szer az alumíniumötvözet lemezének. Használható a törzsben és a repülőgép egyéb részeiben. Az aramidszál által előállított gyanta alapú erősített kompozit anyagot a repülőgép utasterében használják, ami jelentősen csökkentheti a repülőgép teljes súlyát.

✪ Katonai terület

Az új katonai fegyverek, mint például a vegyi és nukleáris fegyverek fejlesztése, további új követelmények vannak a katonai védőruházat teljesítményére vonatkozóan: tartós, könnyű, golyóálló, lángálló, és jó környezeti alkalmazkodóképesség és álcázás. Golyóálló mellények és golyóálló sisakok aramidszálakból készültek, helyettesíthetik a régi nejlon mellényeket és tanksisakokat. A golyóálló mellényekhez és sisakokhoz megfelelő mennyiségű aramid hozzáadása nemcsak kicsi és könnyű lesz, hanem 40%-kal növelheti a golyóálló teljesítményt is. A kiváló minőségű golyóálló aramid nem szőtt anyagból és nagy teljesítményű polietilén fóliából készült puha golyóálló mellény jobb ballisztikai ellenállással és hőállósággal rendelkezik, mint az ultra-nagy molekulatömegű polietilén szál. Az aramid rost más anyagokkal is összekeverhető (például fém, kerámia stb.), hogy különböző nagy szilárdságú, ütésálló robbanásbiztos tartályokat, golyóálló pajzsokat és golyóálló páncéllemezeket készítsen. Ezenkívül az aramidszálas szövet a szerkezet belső falához kötődik, amely hatékonyan elnyeli a robbanási hullámot és megakadályozza a repeszek károsodását az emberi testben.

✪ Építési terület

Az aramidszálas szövet hajlékonysága jobb, mint a szénszál. Maga az anyag könnyű súlyú és rugalmas a szabadság fokában. Ideális erősítőanyag építési projektekhez, különösen szabálytalan alakú alkatrészek megerősítésekor. Nincs szükség kúrázásra. Az aramidszál acélrúd alakú, amely cementerősítésű csontvázként használható nagy épületek számára. A nagy szilárdság és könnyű súly előnyei mellett korrózióálló, és jó szerepet játszhat a nyírásállóságban is.

✪ Szállítás

Az aramidszál alacsony sűrűsége miatt ellenáll a magas és alacsony hőmérsékletnek, jó tapadással rendelkezik a gumihoz, és autók vagy repülőgépek gumiabroncskájaként használható. Az aramidszálból készült gumiabroncs könnyű súlya, vékony gumiabroncs, alacsony gördülési ellenállás, nagy gumiabroncs csapágyképessége, jó kopásállóság, vágási ellenállás és szúrási ellenállás, valamint a talajnyomás súlypontja gumiabroncs használata során. A mozgás kicsi, a kormányzási teljesítmény jó, a hő könnyen elosztható, és nem könnyű deformálni, ami javítja az autó menetkényelmét, meghosszabbítja az abroncs élettartamát, és megfelel a modern szuperszonikus repülőgépek követelményeinek a gumiabroncsok használatához.

✪ Elektromos és elektronikus területek

Az aramid szál nagy szilárdsággal és modulussal és alacsony dielektromos együtthatóval rendelkezik, és jó elektromágneses hullámátviteli képességgel rendelkezik. Ugyanazon merevségi körülmények között az aramidszálas kompozit anyagból készült radar antenna pajzs vastagsága 30%-kal csökkenthető az üvegszálas kompozit anyaghoz képest.%, az elektromágneses hullámátviteli képesség 10%-kal növekszik; Az aramidszálból és epoxi-, fenolból, poliimidből és más gyantákból és kerámiából készült kompozit szubsztrát lineáris tágulási együtthatója nagyfokú egyezéssel rendelkezik, és nem befolyásolja a hőtágulás és összehúzódás. repedést okozhat, és speciális nyomtatott áramköri lapokat készíthet felületre szerelt technológiában, ami elősegíti az elektronikus berendezések miniatürizálását és könnyű súlyát.

Az aramidszál nagy szilárdságának és magas hőmérsékletű ellenállásának jellemzőit felhasználva "feszültségi tagként" használják az optikai szálban, amely megvédheti a kis és törékeny optikai szálat feszültség alatt történő feszültségtől és deformálódástól, és nem befolyásolja a fényátvitelt. Az aramidszál és szénszál kompozit terméke jó feldolgozhatósággal és félvezetőképességgel rendelkezik, és ellenáll a magas hőmérsékletnek. Leginkább nagyfeszültségű eszközök elektromos mezőjének csökkentésére szolgáló anyagok készítésére használják. A szigetelő festékkel impregnált aramidpapír jó szigetelő tulajdonságokkal rendelkezik, és hőálló motorok szigetelőanyagaként használják természetes csillámlemezekkel kombinálva.

✪ Egyéb területek

Az aramid rostmolekulák nagyszámú benzol gyűrűt tartalmaznak, amelyek jó kémiai stabilitással, korrózióállósággal, nagy fajlagos szilárdsággal, könnyű súlytal és szilárdsággal rendelkeznek, és használhatók a tengeri hajók és mély olajkutak kábeleinek gyártására. Az aramidszál magas hőmérsékletű ellenállásának és fáradtságának jellemzőit használva kiváló minőségű ütők, horgászbotok, szánkók, snowboard, síbotok, íjak és nyilak, evezőcsónakok, golfütők stb. készítésére is használható hegymászócipők kemény sportkörülmények között Csizmák, bokszkesztyűk, versenysisakok, versenytest stb. Mivel az azbeszt súlyosan káros az emberi légútra, az aramidszál az azbeszt helyettesítésére használható olyan tömítések készítéséhez, mint a megerősített gumi tömítőlemezek, amelyeket autófékek tömítéseihez és tömítéseihez használnak.

Jelenleg az aramidszálakat gyártó hazai és külföldi vállalatok közé tartozik a DuPont, Teijin, Taihe New Materials és így tovább.

✪ DuPont

Az 1982-ben alapított DuPont tudományos kutatásokon alapuló globális vállalkozás. Termékei és szolgáltatásai számos területre kiterjednek, mint például a mezőgazdaság és az élelmiszer, az építés és az építés, a kommunikáció és a közlekedés, az energia és a biológiai alkalmazástechnika. 1972-ben a DuPont megvalósította a para-aramid szálak iparosodását, és globális piaci részesedése Teijinnél meghaladta a 75%-ot. 2020 végére a DuPont 32 000 tonna para-aramid és 22 000 tonna meta-aramid termelési kapacitással rendelkezett.

✪ Teijin

Az 1918-ban alapított Teijin az első rayon cég Japánban. 1987-ben Teijin felismerte a para-aramid rost iparosodását. 2020 végére Teijin termelési kapacitása 32 000 tonna para-aramid rost és 5000 tonna meta-aramid rost volt.

✪ Taihe új anyagok

Az 1993-ban alapított Taihe New Materials egy nemzeti high-tech vállalkozás, amely a nagy teljesítményű szálak kutatására és fejlesztésére, gyártására és alkalmazására specializálódott. A spandex, meta-aramid és para-aramid iparosodott gyártásának megvalósításában vezető szerepet játszott hazámban. Számos hiányt tölt ki a hazai nagy teljesítményű szálas területen, és vezető vállalkozás hazám para-aramid száliparágában. 2020 végére a Taihe New Materials 4500 tonna para-aramid és 11 000 tonna meta-aramid termelési kapacitással rendelkezett.