La fibra speciale high-tech più ampiamente usata e promettente!

Attualmente, alcune aziende del mercato internazionale sono ancora interessate all'investimento e all'espansione di progetti in fibra aramidica. Ad esempio, DuPont negli Stati Uniti ha annunciato di espandere la capacità produttiva di fibra para-aramidica ad alte prestazioni. Il nuovo stabilimento presso gli stabilimenti dell'azienda a Cooper River amplierà la capacità produttiva del suo marchio di fibre para-aramidiche ad alte prestazioni "KEVLAR". La paraaramide è utilizzata principalmente in campi industriali e militari. Ad esempio, Yantai Spandex Co., Ltd., il più grande produttore e fornitore di fibre metaaramidiche in Cina, viene utilizzato per l'alta resistenza al calore come abbigliamento protettivo e filtrazione, con una produzione annuale di 1500 tonnellate di fibra metaaramidica. Il progetto di espansione della linea di produzione Lun è stato completato con successo nella seconda metà del 2008 ed è stato messo in produzione. L'espansione e la trasformazione hanno aumentato la capacità produttiva totale dell'azienda di fibre metaaramidiche a 4.300 tonnellate all'anno.

Che cos'è la fibra aramidica? La fibra aramidica è comunemente conosciuta come fibra aramidica. Per distinguere la poliammide alifatica (comunemente conosciuta come nylon), la poliammide aromatica è chiamata Aramid negli Stati Uniti, e la fibra che produce è chiamata fibra aramid. Le principali varietà di fibre aramidiche sono: fibra isoftalammide poli-m-fenilene, chiamata aramide 1313, conosciuta anche come fibra meta-aramidica; fibra di poli-p-fenilene tereftalammide, chiamata aramide 1414. La fibra aramidica è ampiamente utilizzata nell'industria dell'informazione, nella costruzione civile, nell'imballaggio di tenuta, nel materiale strutturale di grandi aerei passeggeri e nell'abbigliamento protettivo ignifugo e resistente al calore, ecc Secondo le statistiche, attualmente, i prodotti aramidici sono utilizzati per giubbotti antiproiettile, caschi, ecc. rappresentano circa il 7% ~8%, materiali aerospaziali, materiali sportivi rappresentano circa il 40%, I materiali del telaio del pneumatico, i materiali del nastro trasportatore, ecc. rappresentano circa il 20%, corde ad alta resistenza, ecc. 13%. Come materiale di rinforzo, la fibra aramidica ha il suo ruolo insostituibile. Soprattutto nella splendida famiglia di fibre ad alte prestazioni, l'aramide è diventato un materiale protettivo avanzato e una struttura grazie alla sua eccellente resistenza al calore, ritardanza di fiamma, isolamento elettrico e proprietà meccaniche, nonché eccellenti varietà di ultra-alta resistenza e alto modulo. Le importanti materie prime di base dei materiali non solo mostrano il loro talento in settori all'avanguardia come l'aviazione, l'aerospaziale, la difesa nazionale e l'elettronica, ma aprono anche uno spazio civile più ampio. Sono diventate le fibre speciali high-tech più utilizzate, più grandi e promettenti al mondo oggi.

Storia dello sviluppo della fibra aramidica

La fibra aramidica è nata alla fine degli anni '60. Originariamente è stato utilizzato come materiale per lo sviluppo spaziale e un importante materiale strategico da tenere segreto, aggiungendo molto mistero. Dopo la fine della guerra fredda, la fibra aramidica, come materiale ad alta tecnologia della fibra, è stata ampiamente utilizzata nel campo del sostentamento delle persone, e gradualmente ha rivelato il suo vero volto. Aramid è stato sviluppato e industrializzato con successo da DuPont negli Stati Uniti. Il meta-aramide è stato registrato come Nomex, e il para-aramide è stato registrato come Kevlar. Il campo della fibra aramidica occupa una posizione dominante. Ad esempio, la fibra resistente al fuoco aramide 1313 è stata sviluppata con successo da DuPont negli Stati Uniti, e la produzione industrializzata è stata realizzata nel 1967, e il prodotto è stato registrato come Nomex. Si tratta di una fibra morbida, bianca, sottile, soffice e lucente. Il suo aspetto è lo stesso di quello delle fibre chimiche ordinarie, ma è una combinazione di molti talenti e ha straordinarie "funzioni speciali". Quasi sincronizzata con l'invenzione della fibra resistente al fuoco aramide 1313, la società americana DuPont sviluppò un'altra fibra sintetica ad alte prestazioni - fibra antiproiettile aramide 1414 alla fine degli anni '60. pull). Aramid 1414 ha un aspetto giallo dorato e sembra fili metallici lucidi, ma in realtà è un polimero cristallino liquido composto da molecole lunghe rigide. Poiché la sua catena molecolare è altamente orientata lungo la direzione della lunghezza e ha un forte legame inter-catena, dota la fibra di alta resistenza, alto modulo e resistenza alle alte temperature senza precedenti. La scoperta dell'aramide 1414 è considerata una pietra miliare importante nello sviluppo dell'industria dei materiali. Aramid 1414 ha una resistenza estremamente elevata, più di 28 grammi/denier, 5-6 volte quella dell'acciaio di alta qualità, 2-3 volte quella dell'acciaio o della fibra di vetro, e 2 volte quella dell'acciaio, mentre il peso è solo 2-3 volte quello dell'acciaio. 1/5. (La durezza dell'aramide 1414 lo rende anche estremamente difficile da tagliare e lavorare, richiedendo costosi utensili speciali). Per lungo tempo, a causa degli elevati costi di investimento e delle difficoltà tecniche, solo gli Stati Uniti, il Giappone e l'ex Unione Sovietica hanno la capacità di produrre. La tecnologia di processo è top secret e i prodotti sono considerati materiali strategici e rigorosamente controllati. Attualmente, il mercato globale delle fibre aramidiche è diviso principalmente dai tre principali fornitori di fibre aramidiche di DuPont Corporation, Teijin Corporation of Japan e Yantai Spandex Co., Ltd.

 Classificazione, Morfologia e Proprietà delle Fibre Aramidiche

1. Classificazione delle fibre aramidiche

   Le fibre aramidiche possono essere suddivise in due tipi principali a seconda delle loro diverse strutture chimiche: una è la fibra metaaramidica caratterizzata da resistenza al calore e ritardanza di fiamma, il cui nome completo è polimetafenilentereftalammide. l'abbreviazione inglese è PMTA, il nome commerciale statunitense è Nomex, e il mio paese si chiama aramid 1313; Una classe di para-aramide è caratterizzata da alta resistenza, alto modulo elastico e resistenza al calore, il nome completo è polytereftaloil P-fenilendiammina, l'abbreviazione inglese è PPTA, il nome commerciale è Kevlar negli Stati Uniti, Technora in Giappone, Twaron nei Paesi Bassi, Tevlon in Russia e aramide 1414 nel mio paese.

   
   

2. La fibra aramidica è una sorta di fibra ad alta resistenza e ad alta elasticità resistente alle alte temperature, che ha sia le proprietà meccaniche delle fibre inorganiche che le proprietà di lavorazione delle fibre organiche e la sua densità è equivalente a quella delle fibre poliestere. Allo stesso tempo, ha anche eccellente resistenza alla corrosione chimica, resistenza alle radiazioni, resistenza alla fatica, stabilità dimensionale e altre proprietà eccellenti, nonché determinate proprietà di adesione con resine di gomma. Attualmente, i prodotti sono disponibili in pasta e fibre. È diventato un nuovo materiale in vari campi come aerospaziale, gomma, industria della resina, apparecchiature elettroniche ed elettriche, strumenti di trasporto, attrezzature sportive e costruzioni civili. In particolare, il materiale composito di carta aramidica ad alte prestazioni preparato dalla fibra aramidica può essere ampiamente utilizzato come materiale isolante elettrico avanzato, circuito stampato e materiale di protezione dalle onde elettromagnetiche, che ha attirato molta attenzione.

   
   

   Morfologia delle fibre aramidiche

   1414 fibra è giallo brillante, 1313 fibra è bianco brillante. Ci sono due forme di fibra, fibra corta (o filamento) e fibra della polpa (o fibra precipitante). I filamenti sono utilizzati principalmente in tessuto, gomma e altri campi, e fibre corte e fibre di pasta sono utilizzate nell'industria della carta.

   
   

3. Caratteristiche di applicazione dell'aramide

3.1 Non conduttività

Nei progetti moderni, come metropolitane, gallerie, ferrovie elettrificate e impianti industriali, ecc., tutti hanno elevati requisiti di isolamento. Nel rinforzo e rinforzo di questi progetti, le fibre aramidiche hanno un vantaggio assoluto, e forniscono anche una soluzione per questi campi. La migliore occasione per scegliere.

3.2 Buona resistenza alla corrosione

In particolare, la forte resistenza alla corrosione alcalina è incomparabile con altri materiali compositi FRP. A causa della forte corrosività della struttura in calcestruzzo in acqua di mare, la ragione principale è che ci sono più ioni clorurati in esso, con conseguente carbonizzazione del calcestruzzo e corrosione e espansione della barra d'acciaio. Pertanto, nel rinforzo e nella protezione di alcuni progetti terminal portuali, la fibra aramidica è la scelta migliore.

3.3 Buona resistenza agli urti

Poiché il modulo elastico della fibra aramidica è 118Gpa, la sua duttilità è particolarmente buona e il suo tasso di allungamento è dell'1,8%, quindi è stato inizialmente utilizzato come prodotto militare all'estero, come la corazza. Viene utilizzato per rafforzare alcune strutture con severi requisiti di impatto, come i moli del canale principale.

3.4 Buona prestazione anti-dinamica e anti-fatica

Anche se la resistenza alla trazione della fibra di carbonio è molto alta, perché è un materiale fragile, può sopportare solo il carico statico a lungo termine. Se è sottoposto a carico dinamico per lungo tempo, la sua resistenza non può essere garantita. La fibra aramidica non è soggetta a questa limitazione. Pricipalmente è utilizzato in prodotti militari ed è il materiale principale della corazza. A causa della sua buona durezza, la sua resistenza alla fatica corrispondente è molto buona. Inoltre, la resistenza al taglio della fibra aramidica è anche la più forte tra tutti i materiali FRP.

3.5 La costruzione è conveniente

I passaggi principali sono i seguenti: trattamento superficiale - primer spazzolante - resina impregnante strato inferiore - tessuto aramidico incollante - resina impregnante strato esterno - protezione superficiale, e l'operazione è molto semplice. Non c'è bisogno di macchine e attrezzature di sollevamento su larga scala e generalmente non è richiesta alcuna smussatura. La smussatura di una colonna quadrata deve essere solo 10 ariete, perché l'aramide è un materiale organico, che ha una buona bagnabilità con resina e un breve tempo di indurimento. Per alcune ore, altre fibre simili richiedono una o due settimane.

Il campo di applicazione del tessuto aramidico nell'ingegneria di rinforzo strutturale

1. Raggio

   Principalmente per ponti ed edifici civili o sale di consegna industriali, i metodi di rinforzo includono resistenza alla flessione e resistenza al taglio. Quando viene effettuato il rinforzo flessibile, la direzione della fibra del tessuto aramidico è coerente con la direzione assiale del fascio ed è generalmente attaccata al lato di tensione del fascio. Migliorare la capacità portante del fascio. Secondo i test pertinenti, finché il fascio non è un fascio sovrarinforzato, uno strato di AK-40 può aumentare il carico di circa il 30% e due strati possono aumentare il carico di circa il 40%; Durante il rinforzo di taglio, la direzione della fibra del tessuto aramidico è la stessa dell'asse del fascio è verticale.

   
   

2. Pilastri

   Il tessuto aramidico è un materiale di rinforzo della colonna ideale. In primo luogo, perché il modulo elastico della fibra aramidica è 118Gpa, ha una migliore duttilità della fibra di carbonio (stampo elastico 230Gpa); in secondo luogo, solo l0mm è generalmente richiesto per la rettifica del bordo. Intorno, generalmente non hanno bisogno di essere lucidati, e la fibra di carbonio ha bisogno di circa 30rnm. L'Aramid puo' risparmiare molte ore lavorative. Infine, poiché il panno aramidico è un panno morbido, ne segue molto bene, soprattutto per tappi dalle forme irregolari, il panno aramidico è un materiale di rinforzo ideale.

   
   

3. Muratura, tavola

   Generalmente, lo spazio di rinforzo della scheda è relativamente alto e il rinforzo non dovrebbe influenzare il suo aspetto, quindi è una scelta ideale utilizzare un materiale composito FRP sottile e morbido per il rinforzo.

   
   

4. Camini, torri d'acqua

   A causa delle strutture ad alta quota come le torri d'acqua del camino, il rinforzo e la manutenzione sono particolarmente difficili. I metodi tradizionali sono fondamentalmente difficili da risolvere tali problemi. Fibre aramidiche con peso leggero, alta resistenza, resistenza alla corrosione e durata sono una scelta molto buona.
   

   
   

5. Tunnel della metropolitana

Poiché le metropolitane e i tunnel sono strutture che lavorano sottoterra, le loro forze sono diverse da quelle a terra. Ci sono forze del terreno sulla cima della grotta e nella prova del tunnel, e ha anche requisiti di spazio, quindi vengono effettuate crepe. Durante la riparazione, il metodo di rinforzo tradizionale è molto improbabile. Il rinforzo e la manutenzione con tessuto aramidico possono soddisfare le sue varie esigenze, perché le crepe dell'arco o della parete laterale in metropolitane o gallerie sono generalmente multi-direzionali e irregolari. Ciò richiede che il suo materiale di riparazione deve avere una buona resistenza al taglio e l'aramide è un materiale FRP non conduttivo, quindi il tessuto aramide è la scelta migliore nell'ingegneria della metropolitana del tunnel.

Lo sviluppo di fibre differenziate, funzionali e speciali ad alte prestazioni e fibre speciali è il principale argomento di ricerca nel XXI secolo. Come una tipica fibra ad alte prestazioni, la fibra aramidica sarà sicuramente sviluppata in un modo a tutto tondo. Difesa nazionale moderna, protezione antincendio, industria chimica, metallurgia, idroelettrica, geologia e estrazione mineraria, industria nucleare e altre industrie richiedono materiali speciali con isolamento termico, ventilazione, ritardante di fiamma, resistenza alla temperatura e resistenza alla corrosione, che creerà anche un potenziale enorme mercato. Attraverso la modifica, la nuova tecnologia di stampaggio e la ricerca differenziata, migliorano ulteriormente la sua resistenza alla compressione, resistenza alla fatica, modulo flessibile, resistenza all'acqua e alla luce e adesione superficiale, migliorano le sue prestazioni, migliorano le condizioni di lavorazione e riducono i costi di produzione, ci si può aspettare con l'innovazione della tecnologia di produzione della fibra aramidica e della tecnologia di applicazione, I tessuti funzionali legati alla fibra aramidica saranno più ampiamente utilizzati. Soprattutto con il rapido sviluppo dell'economia nazionale del mio paese, la manutenzione, il rafforzamento e la trasformazione di vari ponti e strutture edilizie diventeranno al centro dei progetti di costruzione ora e per un lungo periodo di tempo in futuro.

Attualmente, i metodi di rinforzo comunemente usati in Cina includono principalmente i seguenti metodi: rinforzo del materiale composito del tessuto della fibra, incollaggio delle piastre d'acciaio, precompressione esterna e metodi di espansione della sezione trasversale. Il materiale composito in fibra aramidica ha caratteristiche distinte e a causa dei suoi evidenti vantaggi nelle prestazioni di costo, si ritiene che sarà sempre più ampiamente utilizzato e diventerà la nuova tecnologia più ampiamente utilizzata per il rinforzo di vecchi ponti pericolosi. Inoltre, è aumentata anche la domanda di questo prodotto nel campo militare e della difesa, che ha ulteriormente ampliato la ricerca e lo sviluppo di nuove fibre aramidiche da parte delle aziende sul mercato internazionale. Fibra aramidica KelarXP. KelarXP ha migliorato la resistenza balistica attraverso la nuova tecnologia del tessuto e la nuova tecnologia di rivestimento, e il suo comfort come tessuto protettivo è eccellente. Nel test di DuPont e della sua organizzazione indipendente, il giubbotto antiproiettile composto da 11 strati di KelarXP può bloccare i proiettili nel terzo strato, e gli strati rimanenti vengono utilizzati per tamponare l'impatto dei proiettili, che possono ridurre il trauma dell'utente. KelarXP può disperdere il 15% dell'impatto dei proiettili se usato con una pistola calibro 44, e il peso del gilet è almeno del 10% più leggero. Secondo DuPont, i materiali leggeri attualmente sul mercato di solito si riferiscono a giubbotti con 20-40 strati, che richiedono un minimo di 9 strati per fermare i proiettili.