Kinas viktigaste högpresterande fiber: aramidfiber!

Det fullständiga namnet på aramid fiber är aramid fiber, och det är Aramid fiber på engelska. Det är listat som de fyra stora högpresterande fibrerna i mitt land tillsammans med kolfiber, ultrahög molekylvikt polyetylenfiber och basaltfiber.

Aramidfiber och vanlig nylon är båda amidfibrer, och båda innehåller amidbindningar i huvudkedjan av makromolekyler. Skillnaden är att amidbindningarna av nylon är förbundna med alifatiska grupper, medan amidbindningarna av aramid är förbundna med bensenringar.

Typer av aramidfibrer

Aramidfibrer inkluderar huvudsakligen helt aromatiska polyamidfibrer och heterocykliska aromatiska polyamidfibrer, som kan delas in i orto-aramidfibrer, para-aramidfibrer (PPTA) och meta-aramidfibrer (PMTA). De industrialiserade produkterna omfattar huvudsakligen meta-aramid och para-aramid. Den huvudsakliga skillnaden mellan dessa två typer av aramid är skillnaden i fästpositionen för amidbindningen till C-atomen på bensenringen.

✪ Paraaramid

Para-aramidfiber, nämligen polyarafenylentereftalamid (PPTA), kallas aramidfiber 1414 i mitt land, är en linjär polymer där mer än 85% av amidbindningarna i molekylkedjan är direkt bundna till den aromatiska ringen. Det är världens första fiber gjord av polymerflytande kristallspinnlösning, vilket skapar en ny era av högpresterande syntetiska fibrer.

✪ Metaaramid

Meta-aramidfiber, nämligen polymetafenylenisoftalamid (PMTA), även känd som aramidfiber 1313 i mitt land. Meta-aramidfiber är den snabbast växande frökristallen i organiska högtemperaturbeständiga fibrer. Fibermolekylerna består av amidgrupper kopplade till varandra med meta-fenylgrupper. Den molekylära kedjan är linjär och sicksack. Den har utmärkt flamskyddsförmåga, termisk stabilitet, strålningsbeständighet och andra egenskaper.

Utmärkt egenskaper hos aramidfibrer

Den har utmärkta egenskaper såsom ultrahög hållfasthet, hög modul och hög temperaturbeständighet, syra- och alkalibeständighet, lätt vikt, isolering, anti-aging, lång livscykel, stabil kemisk struktur, ingen smält droppe bränning, ingen giftig gas och så vidare.

Temperaturresistensen hos para-aramidfiber är högre än hos meta-aramidfiber. Temperaturområdet för kontinuerlig användning är -196 till 204 °C och bryts inte ned eller smälter inte vid en hög temperatur på 560 °C. De mest anmärkningsvärda egenskaperna hos para-aramid är ultrahög hållfasthet, hög modul, hög temperaturbeständighet, syra- och alkalibeständighet, lätt vikt och andra utmärkta egenskaper. 3 gånger den av höghållfast nylon industrigarn; Modulen är 2 till 3 gånger högre än för högkvalitativt stål eller glasfiber, och 10 gånger högre än för höghållfast nylonindustrigarn; segheten är dubbelt så hög som ståltråd, och vikten är bara ca 1/5 av ståltrådens, den har bra isolerings- och anti-aging egenskaper och har en lång livscykel.

✪ Goda mekaniska egenskaper hos aramidfiber

Meta-aramid är en slags flexibel polymer, dess brytstyrka är högre än vanlig polyester, bomull, nylon etc., dess förlängning är stor, dess handkänsla är mjuk och dess spinnbarhet är bra. Det kan produceras i korta fibrer och filament av olika denier och längd. , I allmänhet textilmaskiner vävs olika garnantal i tyger och non-woven tyger, och efter avslutad behandling kan de uppfylla kraven på skyddskläder inom olika områden.

✪ Utmärkt flamskyddsmedel och värmebeständighet av aramidfiber

Det begränsande syreindex (LOI) för meta-aramid är större än 28, så det fortsätter inte att brinna när det lämnar lågan. Metaaramidfiberns flamskyddsegenskaper bestäms av sin egen kemiska struktur, så det är en permanent flamskyddsfiber, och dess flamskyddsegenskaper kommer inte att minskas eller förloras på grund av användningstid och tvätttider. Meta-aramidfiber har god termisk stabilitet, kan användas kontinuerligt under förhållanden av 205 ° C och kan fortfarande upprätthålla hög hållfasthet under förhållanden av hög temperatur över 205 ° C. Meta-aramidfiber har en hög nedbrytningstemperatur och kommer inte att smälta eller falla under höga temperaturförhållanden, och karboniseringen startar endast när temperaturen är större än 370 ° C.

✪ De kemiska egenskaperna hos aramidfibrer är stabila

Meta-aramidfiber har utmärkt motståndskraft mot de flesta kemiska ämnen, kan motstå de flesta höga koncentrationer av oorganiska syror och har god alkalibeständighet vid rumstemperatur.

✪ Radieringsbeständighet hos aramidfiber

Metaaramids strålningsbeständighet är mycket bra. Till exempel, under långvarig bestrålning av 1,2 × 10-2 w / in2 ultravioletta strålar och 1,72 × 108 rads gammastrålning förblir intensiteten oförändrad.

✪ Aramidfiberns hållbarhet

Meta-aramidfiber har utmärkt friktionsbeständighet och kemisk beständighet. Efter 100 gånger tvätt kan rivhållfastheten hos tyget som bearbetas med Newstar® meta-aramidfiber fortfarande nå mer än 85% av den ursprungliga hållfastheten.

Tillämpningsområden för aramidfibrer

✪ Luftfart

Aramidfiber har låg densitet, hög hållfasthet och god korrosionsbeständighet. Den kan användas för att tillverka raketmotorhöljen av missiler, liksom bredbandsvågsändande material som skrovet, huvudvingen och svansen av flygplan och rymdfarkoster, liksom strukturella komponenter som kan motstå kollisionskrafter. Den flerskiktiga honeycomb structure board förbereds genom att impregnera aramid tyg med epoxiharts för att bilda aramid prepreg och direkt bindning med honeycomb eller skumstruktur, som har enastående slagmotstånd och elektromagnetisk vågpermeabilitet. Det superblandade kompositlaminatet som bildas av överlappande aramidfiber med tunn aluminiumplatta och epoxiväftfri duk och varmpressning har extremt hög specifik modul och specifik styrka, och utmattningsmotståndstiden är 100 gånger till 1000 gånger så lång som aluminiumlegeringsplatta. Det kan användas i flygplanet och andra delar av flygplanet. Det hartsbaserade förstärkta kompositmaterialet framställt av aramidfiber används i flygplanspassagerarkroppen, vilket avsevärt kan minska flygplanets totala vikt.

✪ Militärt fält

Med utvecklingen av nya militära vapen som kemiska och kärnvapen, finns det fler nya krav för prestanda av militära skyddskläder: hållbara, lätta, skottsäkra, flamskyddsmedel och god miljöanpassningsförmåga och kamouflage. Skottsäkra västar och skottsäkra hjälmar tillverkade av aramidfibrer kan ersätta gamla nylonvästar och tankhjälmar. Att lägga till en lämplig mängd aramid till skottsäkra västar och hjälmar kan inte bara göra dem små och lätta, men också öka skottsäkra prestanda med 40%. Den mjuka skottsäkra västen gjord av högkvalitativt skottsäkert aramid nonwoven tyg och högpresterande polyetylenfilm har bättre ballistisk motstånd och värmebeständighet än ultrahög molekylvikt polyetylenfiber. Aramidfiber kan också blandas med andra material (såsom metall, keramik, etc) för att göra olika höghållfasta, slagtåliga explosionssäkra tankar, skottsäkra sköldar och skottsäkra pansarplattor. Dessutom är aramidfibertyget bundet till strukturens inre vägg, vilket effektivt kan absorbera explosionsvågen och förhindra skador på människokroppen.

✪ Byggfält

Hastigheten hos aramidfibertyg är bättre än kolfibertyget. Materialet i sig är lätt i vikt och flexibelt i grad av frihet. Det är ett idealiskt förstärkningsmaterial för byggprojekt, särskilt vid förstärkning av oregelbundna komponenter. Aramidfibern är vävd till en stålstång, som kan användas som ett cementförstärkt skelett för stora byggnader. Förutom fördelarna med hög hållfasthet och låg vikt, är den också motståndskraftig mot korrosion och kan också spela en bra roll i skjuvbeständighet.

✪Transport

På grund av den låga densiteten av aramidfiber, kan den motstå höga och låga temperaturer, och har god vidhäftning till gummi och kan användas som däcksladdar för bilar eller flygplan. Däcket tillverkat av aramidfiber har lätt vikt, tunt däck, lågt rullmotstånd, hög däckbärförmåga, bra slitstyrka, skärmotstånd och punkteringsmotstånd och tyngdpunkten för marktrycket under däckanvändning Rörelsen är liten, styrprestandan är bra, värmen är lätt att avleda, och det är inte lätt att deformera, vilket förbättrar bilens körkomfort, förlänger däckets livslängd och kan uppfylla kraven för moderna supersoniska flygplan för användning av däck.

✪ Elektriska och elektroniska fält

Aramidfiber har hög hållfasthet och modul och låg dielektrisk koefficient och har god elektromagnetisk vågtransmittans. Under samma styvhetsförhållanden kan tjockleken på radarantenskyddet av aramidfiberkompositmaterial minskas med 30% jämfört med glasfiberkompositmaterial.%, Den elektromagnetiska vågtransmittansen ökas med 10%. Den linjära expansionskoefficienten för kompositsubstratet tillverkat av aramidfiber och epoxi, fenol, polyimid och andra hartser och keramik har en hög grad av matchning och kommer inte att påverkas av termisk expansion och sammandragning. Det kan orsaka sprickor och kan användas för att göra speciella kretskort i ytmonterad teknik, vilket främjar miniatyrisering och lätt vikt av elektronisk utrustning.

Med hjälp av egenskaperna hos hög hållfasthet och hög temperaturbeständighet hos aramidfiber används den som en "spänningsmedlem" i den optiska fibern, vilket kan skydda den lilla och ömtåliga optiska fibern från att sträckas och deformeras under spänning, och kommer inte att påverka överföringen av ljus. Den sammansatta produkten av aramidfiber och kolfiber har god bearbetningsbarhet och halvledningsförmåga och tål hög temperatur. Det används mestadels för att göra material för att minska elektriska fält i högspänningsenheter. Efter impregnering med isolerande färg har aramidpapper goda isolerande egenskaper och används som isolerande material för värmebeständiga motorer i kombination med naturliga glimmer.

✪ Övriga fält

Aramidfibermolekyler innehåller ett stort antal bensenringar, som har god kemisk stabilitet, korrosionsbeständighet, hög specifik styrka, låg vikt och fasthet, och kan användas för att tillverka kablar för marina fartyg och djupa oljebrunnar. Med hjälp av egenskaperna hos hög temperaturbeständighet och utmattningsmotstånd hos aramidfiber för att göra högkvalitativa racketar, fiskespön, släder, snowboards, skidstavar, bågar och pilar, roddbåtar, golfklubbor, etc., kan det också användas för att göra bergsklättringsskor med hårda sportförhållanden Stövlar, boxningshandskar, racing hjälmar, racing kropp, etc. Eftersom asbest är allvarligt skadligt för människans andningsvägar, kan aramidfiber användas för att ersätta asbest för att göra tätningar såsom förstärkta gummitätningsplattor, som används för packningar och packningar av bilbromsar.

För närvarande omfattar inhemska och utländska företag som producerar aramidfibrer huvudsakligen DuPont, Teijin, Taihe New Materials och så vidare.

✪ DuPont

DuPont grundades 1982 och är ett globalt företag baserat på vetenskaplig forskning. Dess produkter och tjänster omfattar många områden som jordbruk och livsmedel, bygg och konstruktion, kommunikation och transport, energi och biologisk tillämpningsteknik. 1972 insåg DuPont industrialiseringen av para-aramidfiber, och dess globala marknadsandel med Teijin översteg 75%. I slutet av 2020 hade DuPont en produktionskapacitet på 32 000 ton para-aramid och 22 000 ton meta-aramid.

✪ Teijin

Teijin, grundat 1918, är det första rayonföretaget i Japan. 1987 insåg Teijin industrialiseringen av para-aramidfiber. I slutet av 2020 hade Teijin en produktionskapacitet på 32 000 ton para-aramidfiber och 5 000 ton meta-aramidfiber.

✪ Nya Taihe material

Taihe New Materials, som grundades 1993, är ett nationellt högteknologiskt företag som specialiserat sig på forskning och utveckling, produktion och applikationsutveckling av högpresterande fibrer. Det har tagit ledningen för att förverkliga den industrialiserade produktionen av spandex, meta-aramid och para-aramid i mitt land. Det fyller många luckor i det inhemska högpresterande fiberfältet och är ett ledande företag i mitt lands para-aramidfiberindustri. I slutet av 2020 hade Taihe New Materials en produktionskapacitet på 4 500 ton para-aramid och 11 000 ton meta-aramid.