China's belangrijkste high-performance vezel: aramide vezel!

De volledige naam van aramidevezel is aramidevezel, en het is Aramidevezel in het Engels. Het wordt vermeld als de vier belangrijkste high-performance vezels in mijn land samen met koolstofvezel, ultra-high moleculair gewicht polyethyleen vezel en basalt vezel.

Aramidevezel en gewoon nylon zijn beide amidevezels, en beide bevatten amidebindingen in de belangrijkste keten van macromoleculen. Het verschil is dat de amidebindingen van nylon verbonden zijn aan alifatische groepen, terwijl de amidebindingen van aramide verbonden zijn aan benzeenringen.

Soorten Aramidevezels

Aramidevezels omvatten voornamelijk volledig aromatische polyamidevezels en heterocyclische aromatische polyamidevezels, die kunnen worden onderverdeeld in ortho-aramidevezels, para-aramidevezels (PPTA) en meta-aramidevezels (PMTA). De geïndustrialiseerde producten omvatten voornamelijk meta-aramide en para-aramide. Het belangrijkste verschil tussen deze twee soorten aramide is het verschil in de bevestigingspositie van de amidebinding aan het C-atoom op de benzeenring.

✪ Para-aramide

Para-aramidevezel, namelijk polyparafenyleentereftalamide (PPTA), in mijn land aramidevezel 1414 genoemd, is een lineair polymeer waarin meer dan 85% van de amidebindingen in de moleculaire keten direct aan de aromatische ring zijn gebonden.

✪ Meta-aramide

Meta-aramidevezel, namelijk polymetafenyleen isoftalamide (PMTA), ook bekend als aramidevezel 1313 in mijn land. Meta-aramide vezel is het snelst groeiende zaadkristal in organische hoge temperatuur resistente vezels. De vezelmoleculen zijn samengesteld uit amidegroepen die met elkaar verbonden zijn met metafenylgroepen. De moleculaire keten is lineair en zigzag. Het heeft uitstekende vlamvertraging, thermische stabiliteit, stralingsbestendigheid en andere eigenschappen.

Uitstekende eigenschappen van aramidevezels

Het heeft uitstekende eigenschappen zoals ultra-hoge sterkte, hoge modulus en hoge temperatuurweerstand, zuur en alkaliweerstand, licht gewicht, isolatie, anti-veroudering, lange levenscyclus, stabiele chemische structuur, geen gesmolten druppelverbranding, geen giftig gas enzovoort.

De temperatuurweerstand van para-aramidevezel is hoger dan die van meta-aramidevezel. Het temperatuurbereik voor continu gebruik is -196 tot 204 °C, en het ontbindt of smelt niet bij een hoge temperatuur van 560 °C. De meest opmerkelijke kenmerken van para-aramide zijn ultra-hoge sterkte, hoge modulus, hoge temperatuurweerstand, zuur- en alkalibestendigheid, lichtgewicht en andere uitstekende eigenschappen. 3 keer dat van hoogwaardig nylon industrieel garen; de modulus is 2 tot 3 keer die van hoogwaardig staal of glasvezel, en 10 keer die van hoogwaardig nylon industrieel garen; De taaiheid is tweemaal dat van staaldraad, en het gewicht is slechts ongeveer 1/5 van dat van staaldraad, het heeft goede isolatie en anti-aging eigenschappen, en heeft een lange levenscyclus.

✪ Goede mechanische eigenschappen van aramidevezel

Meta-aramide is een soort flexibel polymeer, zijn breeksterkte is hoger dan die van gewoon polyester, katoen, nylon, enz., zijn verlenging is groot, zijn handgevoel is zacht en zijn spinability is goed. Het kan worden geproduceerd in korte vezels en filamenten van verschillende denier en lengte. , In het algemeen textielmachines, verschillende garentellen worden geweven in stoffen en niet-geweven stoffen, en na afwerking, kunnen ze voldoen aan de eisen van beschermende kleding op verschillende gebieden.

✪ Uitstekende vlamvertragende en hittebestendigheid van aramidevezel

De limiting zuurstof index (LOI) van meta-aramide is groter dan 28, dus het blijft niet branden wanneer het de vlam verlaat. De vlamvertragende eigenschappen van meta-aramidevezel worden bepaald door zijn eigen chemische structuur, dus het is een permanente vlamvertragende vezel, en zijn vlamvertragende eigenschappen zullen niet worden verminderd of verloren als gevolg van gebruikstijd en wastijden. Meta-aramidevezel heeft een goede thermische stabiliteit, kan onophoudelijk worden gebruikt onder de voorwaarde van 205°C, en kan nog steeds hoge sterkte behouden onder de voorwaarde van hoge temperatuur boven 205°C. Meta-aramidevezel heeft een hoge ontbindingstemperatuur, en zal niet smelten of vallen onder hoge temperatuurvoorwaarden, en carbonisatie zal alleen beginnen wanneer de temperatuur groter is dan 370 °C.

✪ De chemische eigenschappen van aramidevezels zijn stabiel

Meta-aramidevezel heeft uitstekende weerstand tegen de meeste chemische stoffen, kan de meeste hoge concentraties anorganische zuren weerstaan en heeft een goede alkalibestendigheid bij kamertemperatuur.

✪ Stralingsbestendigheid van aramidevezels

De stralingsbestendigheid van meta-aramide is zeer goed. Bijvoorbeeld, bij langdurige bestraling van 1,2×10-2 w/in2 ultraviolette stralen en 1,72×108 stralen van gammastralen, blijft de intensiteit ongewijzigd.

✪ Duurzaamheid van aramidevezels

Meta-aramidevezel heeft uitstekende wrijvingsweerstand en chemische weerstand. Na 100-maal wassen kan de scheursterkte van de stof die is verwerkt met Newstar® meta-aramidevezel nog steeds meer dan 85% van de oorspronkelijke sterkte bereiken.

Toepassingsgebieden van aramidevezels

✪ Luchtvaartgebied

Aramidevezel heeft een lage dichtheid, hoge sterkte en goede corrosieweerstand. Het kan worden gebruikt om raketmotorbehuizingen van raketten te vervaardigen, evenals breedbandgolven-overdragende materialen zoals de romp, hoofdvleugel en staart van vliegtuigen en ruimtevaartuigen, evenals structurele componenten die schokkrachten kunnen weerstaan. De meerlaagse honingraatstructuur wordt voorbereid door aramide stof met epoxyhars te impregneren om aramide prepreg te vormen en direct te verbinden met honingraat of schuimstructuur, die uitstekende slagweerstand en elektromagnetische golfpermeabiliteit heeft. Het super-gemengde composietlaminaat gevormd door het overlappen van aramidevezel met dunne aluminiumplaat en epoxyinslagvrije doek en heet persen heeft een extreem hoge specifieke modulus en specifieke sterkte, en het leven van vermoeidheidsweerstand is 100 keer tot 1000 keer dat van aluminiumlegeringsplaat. Het kan worden gebruikt in de romp en andere delen van het vliegtuig. Het op hars gebaseerde versterkte composietmateriaal dat door aramidevezel wordt voorbereid, wordt gebruikt in het passagierslichaam van het vliegtuig, dat het totale gewicht van het vliegtuig aanzienlijk kan verminderen.

✪ Militair veld

Met de ontwikkeling van nieuwe militaire wapens zoals chemische en nucleaire, zijn er meer nieuwe eisen voor de prestaties van militaire beschermende kleding: duurzaam, lichtgewicht, kogelvrij, vlamvertragend en goed milieu aanpassingsvermogen en camouflage. Kogelvrije vesten en kogelvrije helmen gemaakt van aramidevezels kunnen de oude nylon vesten en tankhelmen vervangen. Het toevoegen van een passende hoeveelheid aramide aan de kogelvrije vesten en helmen kan ze niet alleen klein en licht maken, maar ook de kogelvrije prestaties met 40%. verhogen. Het zachte kogelvrije vest gemaakt van hoogwaardige kogelvrije aramide non-woven stof en hoogwaardige polyethyleenfilm heeft een betere ballistische weerstand en hittebestendigheid dan ultrahoge moleculaire gewicht polyethyleenvezel. Aramidevezel kan ook worden samengevoegd met andere materialen (zoals metaal, keramiek, enz.) om verschillende hoge sterkte, slagvaste explosiebestendige tanks, kogelvrije schilden en kogelvrije pantserplaten te maken. Bovendien is de aramidevezelstof gebonden aan de binnenwand van de structuur, die de explosiegolf effectief kan absorberen en de schade van de scherven aan het menselijk lichaam kan voorkomen.

✪ Bouwgebied

De rekbaarheid van aramidevezelweefsel is beter dan die van koolstofvezel. Het materiaal zelf is licht in gewicht en flexibel in vrijheid. Het is een ideaal wapeningsmateriaal voor bouwprojecten, vooral bij het versterken van onregelmatig gevormde componenten. De aramidevezel is geweven in een stalen staafvorm, die kan worden gebruikt als cementversterkte skelet voor grote gebouwen. Naast de voordelen van hoge sterkte en lichtgewicht, is het ook bestand tegen corrosie en kan het ook een goede rol spelen in schuifweerstand.

✪ Vervoer

Vanwege de lage dichtheid van aramidevezel, kan het hoge en lage temperaturen weerstaan, en heeft een goede hechting aan rubber, en kan worden gebruikt als bandenkouwen voor auto's of vliegtuigen. De band gemaakt van aramidevezel heeft een licht gewicht, dunne band, lage rolweerstand, hoge banddragende capaciteit, goede slijtvastheid, snijweerstand en lekbestendigheid, en het zwaartepunt van gronddruk tijdens bandengebruik De beweging is klein, de stuurprestaties zijn goed, de warmte is gemakkelijk te verspreiden, en het is niet gemakkelijk te vervormen, wat het rijcomfort van de auto verbetert, de levensduur van de band verlengt en kan voldoen aan de eisen van moderne supersonische vliegtuigen voor het gebruik van banden.

✪ Elektrische en elektronische velden

Aramidevezel heeft een hoge sterkte en modulus en een lage diëlektrische coëfficiënt, en heeft een goede elektromagnetische golftransmissie. Onder dezelfde stijfheidsvoorwaarden, kan de dikte van het radarantenneschild gemaakt van aramidevezelcomposietmateriaal met 30% worden verminderd in vergelijking met glasvezelcomposietmateriaal.%, de transmissie van elektromagnetische golven met 10%wordtverhoogd; De lineaire uitzettingscoëfficiënt van het samengestelde substraat gemaakt van aramidevezel en epoxy, fenol, polyimide en andere harsen en keramiek heeft een hoge mate van matching, en zal niet worden beïnvloed door thermische uitzetting en samentrekking. Het kan scheuren veroorzaken en kan worden gebruikt om speciale printplaten in oppervlaktemontagetechnologie te maken, die bevorderlijk is voor de miniaturisatie en het lichte gewicht van elektronische apparatuur.

Gebruikend de kenmerken van hoge sterkte en hoge temperatuurweerstand van aramidevezel, wordt het gebruikt als een "spanningslid" in de optische vezel, die de kleine en fragiele optische vezel kan beschermen tegen uitgerekt en vervormd onder spanning, en de transmissie van licht niet zal beïnvloeden. Het samengestelde product van aramidevezel en koolstofvezel heeft goede verwerkbaarheid en halfgeleidbaarheid, en kan hoge temperatuur weerstaan. Het wordt meestal gebruikt om materialen te maken voor het verminderen van elektrisch veld in hoogspanningsapparaten. Na het impregneren met isolatieverf heeft aramidepapier goede isolerende eigenschappen en wordt gebruikt als isolatiemateriaal voor hittebestendige motoren in combinatie met natuurlijke micaplaten.

✪ Andere velden

Aramidevezelmoleculen bevatten een groot aantal benzeenringen, die goede chemische stabiliteit, corrosiebestendigheid, hoge specifieke sterkte, lichtgewicht en stevigheid hebben, en kunnen worden gebruikt om kabels voor mariene schepen en diepe olieputten te vervaardigen. Met behulp van de kenmerken van weerstand op hoge temperatuur en vermoeidheidsweerstand van aramidevezel om hoogwaardige rackets, hengels, sleeën, snowboards, skistokken, bogen en pijlen, roeiboten, golfclubs, enz. te maken, kan het ook worden gebruikt om bergbeklimmen schoenen met zware sportomstandigheden Laarzen, bokshandschoenen, racehelmen, racelichaam, enz. Aangezien asbest ernstig schadelijk is voor de menselijke luchtwegen, aramidevezel kan worden gebruikt om asbest te vervangen om afdichtingen zoals versterkte rubberen afdichtingsplaten te maken, die worden gebruikt voor pakkingen en pakkingen van automobielremmen.

Momenteel omvatten binnenlandse en buitenlandse bedrijven die aramidevezels produceren hoofdzakelijk DuPont, Teijin, Taihe Nieuwe Materialen enzovoort.

✪ DuPontCity in Germany

DuPont, opgericht in 1982, is een wereldwijde onderneming gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek. Haar producten en diensten bestrijken vele gebieden zoals landbouw en voedsel, bouw en bouw, communicatie en transport, energie en biologische toepassingstechnologie. In 1972 realiseerde DuPont de industrialisatie van para-aramidevezels en het wereldwijde marktaandeel met Teijin overschrijdde 75%. Eind 2020 had DuPont een productiecapaciteit van 32.000 ton para-aramide en 22.000 ton meta-aramide.

✪ Teijin.kgm

Teijin, opgericht in 1918, is het eerste rayonbedrijf in Japan. In 1987 realiseerde Teijin de industrialisatie van para-aramidevezels. Tegen het einde van 2020 had Teijin een productiecapaciteit van 32.000 ton para-aramidevezel en 5.000 ton meta-aramidevezel.

✪ Nieuwe materialen

Taihe New Materials, opgericht in 1993, is een nationale high-tech onderneming gespecialiseerd in onderzoek en ontwikkeling, productie en toepassingsontwikkeling van hoogwaardige vezels. Het heeft het voortouw genomen in het realiseren van de geïndustrialiseerde productie van spandex, meta-aramide en para-aramide in mijn land. Het vult vele hiaten in het binnenlandse high-performance vezelgebied en is een toonaangevende onderneming in de para-aramide vezelindustrie van mijn land. Tegen het einde van 2020 had Taihe New Materials een productiecapaciteit van 4.500 ton para-aramide en 11.000 ton meta-aramide.