เส้นใยพิเศษไฮเทคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและมีแนวโน้มมากที่สุด!

ปัจจุบัน ยังมีบางบริษัทในตลาดต่างประเทศที่กระตือรือร้นในการลงทุนและขยายโครงการเส้นใยอะรามิด ตัวอย่างเช่น บริษัทดูปองท์ในสหรัฐอเมริกาประกาศขยายกำลังการผลิตพาราอะรามิดสมรรถนะสูง โรงงานแห่งใหม่ของบริษัทฯ ตั้งอยู่ที่แม่น้ำคูเบอร์ เพื่อขยายกำลังการผลิตเส้นใยพาราอะรามิดสมรรถนะสูง ภายใต้แบรนด์ "เคฟลาร์" Para-aramid ส่วนใหญ่จะใช้ในด้านอุตสาหกรรมและการทหาร ตัวอย่างเช่น Yantai Spandex Co. , Ltd ซึ่งเป็นผู้ผลิตและจำหน่ายเส้นใย Interamine ที่ใหญ่ที่สุดในประเทศจีนซึ่งใช้สำหรับความต้านทานความร้อนสูงเช่นเสื้อผ้าป้องกันและการกรอง ผลผลิตประจำปีของเส้นใย Interamine 1500 ตัน โครงการขยายพลังงานของสายการผลิต Lun เสร็จสมบูรณ์อย่างราบรื่นในช่วงครึ่งหลังของปี 2008 และได้นำไปผลิตแล้ว ขยายและปรับปรุงกำลังการผลิตเส้นใย Meta-aramid ของบริษัทรวมเป็น 4,300 ตันต่อปี

เส้นใยอะรามิดคืออะไร? เส้นใยอะรามิดมักเรียกว่าเส้นใยอะรามิด เพื่อแยกแยะอะลิฟาติกโพลีเอไมด์ (หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าไนลอน) อะโรมาติกโพลีเอไมด์เรียกว่าอะรามิดในสหรัฐอเมริกาและเส้นใยที่ผลิตเรียกว่าเส้นใยอะรามิด สายพันธุ์หลักของเส้นใยอะรามิดคือเส้นใย polym-phenyldiamide เรียกว่า aramide 1313 หรือที่เรียกว่าเส้นใยอะรามิด meta-aramide; เส้นใยโพลี P-Benzodiamide เรียกว่า Aramid 1414 เส้นใยอะรามิดใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมข้อมูล, อาคารพลเรือน, บรรจุภัณฑ์ที่ปิดผนึก, วัสดุโครงสร้างเครื่องบินโดยสารขนาดใหญ่และสารหน่วงไฟและเสื้อผ้าป้องกันความร้อนและอื่น ๆ ตามสถิติผลิตภัณฑ์ aramid ที่ใช้ในปัจจุบันสำหรับเสื้อกั๊ก bulletproof, หมวกกันน็อกและอื่น ๆ ประมาณ 7% ~ 8%, วัสดุการบินและอวกาศ, วัสดุกีฬาประมาณ 40%, วัสดุโครงกระดูกยางวัสดุสายพานลำเลียง ฯลฯ คิดเป็นประมาณ 20% เชือกความแข็งแรงสูง ฯลฯ คิดเป็น 13% เส้นใยอะรามิดเป็นวัสดุเสริมแรงที่มีบทบาทที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตระกูลเส้นใยประสิทธิภาพสูงที่ยอดเยี่ยมอะรามิดได้กลายเป็นวัสดุป้องกันขั้นสูงและโครงสร้างเนื่องจากความต้านทานความร้อนที่ดีเยี่ยมสารหน่วงไฟฉนวนไฟฟ้าและคุณสมบัติทางกลตลอดจนความหลากหลายที่ยอดเยี่ยมของความแข็งแรงสูงและโมดูลัสสูง วัตถุดิบพื้นฐานที่สำคัญของวัสดุไม่เพียง แต่ในการบินและอวกาศการป้องกันประเทศอิเล็กทรอนิกส์และสาขาอื่น ๆ ที่ทันสมัย แต่ยังขยายพื้นที่พลเรือนที่กว้างขึ้น พวกเขาได้กลายเป็นเส้นใยพิเศษไฮเทคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายใหญ่ที่สุดและมีแนวโน้มมากที่สุดในโลกปัจจุบัน

กระบวนการพัฒนาเส้นใยอะรามิด

เส้นใยอะรามิดถือกำเนิดขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1960 แต่เดิมมันถูกใช้เป็นวัสดุในการพัฒนาอวกาศและเป็นวัสดุเชิงกลยุทธ์ที่สําคัญที่ต้องรักษาความลับและเพิ่มความลึกลับมากมาย หลังจากสิ้นสุดสงครามเย็นเส้นใยอะรามิดถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการดำรงชีวิตของผู้คนเป็นวัสดุเส้นใยไฮเทคและค่อยๆเปิดเผยโฉมหน้าที่แท้จริง Aramid ได้รับการพัฒนาและผลิตโดยอุตสาหกรรมโดย Dupont ในสหรัฐอเมริกาเป็นครั้งแรก Inter-aramide จดทะเบียนเป็น Nomex และ Para-aramide จดทะเบียนเป็น Kevlar สาขาเส้นใยอะรามิดครองตําแหน่งที่โดดเด่น ตัวอย่างเช่น Aramid เส้นใยทนไฟ 1313 ได้รับการพัฒนาครั้งแรกโดย Dupont ในสหรัฐอเมริกาและประสบความสำเร็จในการผลิตเชิงอุตสาหกรรมในปี 1967 และผลิตภัณฑ์ได้รับการจดทะเบียนเป็น Nomex เป็นเส้นใยที่อ่อนนุ่ม ขาว เรียว ฟู และเงางาม มันมีลักษณะเหมือนกับเส้นใยเคมีทั่วไป แต่เป็นการรวมกันของความสามารถที่หลากหลายและมี "ฟังก์ชั่นพิเศษ" เป็นพิเศษ เกือบจะตรงกับการประดิษฐ์ของเส้นใยทนไฟ aramid 1313, สหรัฐดูปองท์ได้พัฒนาอีกเส้นใยสังเคราะห์ประสิทธิภาพสูง – Aramid ใยกระสุน 1313 ในช่วงปลายทศวรรษ 1960. ดึง) Aramid 1414 มีลักษณะเป็นสีเหลืองทองและดูเหมือนลวดโลหะมันวาว แต่จริง ๆ แล้วมันเป็นพอลิเมอร์ผลึกเหลวที่ประกอบด้วยโมเลกุลที่แข็งยาว เนื่องจากห่วงโซ่โมเลกุลของมันมีทิศทางสูงตามความยาวและมีพันธะระหว่างห่วงโซ่ที่แข็งแกร่งทำให้เส้นใยมีความแข็งแรงสูงโมดูลัสสูงและทนต่ออุณหภูมิสูงอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน การค้นพบอะรามิด 1414 ถือเป็นก้าวสำคัญของการพัฒนาอุตสาหกรรมวัสดุ อะรามิด 1414 มีความแข็งแรงสูงมาก มากกว่า 28 กรัม/เดียร์ สูงกว่าเหล็กคุณภาพสูง 5-6 เท่า เหล็กหรือไฟเบอร์กลาส 2-3 เท่า เหล็ก 2 เท่า และน้ำหนักเพียง 2-3 เท่าของเหล็ก 1/5. (ความเหนียวของอะรามิด 1414 ยังทำให้การตัดและการประมวลผลเป็นเรื่องยากมากและต้องใช้เครื่องมือพิเศษที่มีราคาแพง) มีเพียงสหรัฐฯ ญี่ปุ่น และอดีตสหภาพโซเวียตเท่านั้นที่มีกำลังการผลิตเนื่องจากต้นทุนการลงทุนสูงและมีปัญหาทางเทคนิคมายาวนาน เทคโนโลยีกระบวนการเป็นความลับสุดยอดและผลิตภัณฑ์ถือเป็นวัสดุเชิงกลยุทธ์และถูกควบคุมอย่างเข้มงวด ปัจจุบันตลาดเส้นใยอะรามิดทั่วโลกส่วนใหญ่ถูกแบ่งโดยผู้จัดจำหน่ายเส้นใยอะรามิดรายใหญ่สามรายคือ Dupont, Nippon Teikyo Corporation และ Limited Yantai Spandex

 การจำแนกสัณฐานวิทยาและคุณสมบัติของเส้นใยอะรามิด

1. การจำแนกประเภทของเส้นใยอะรามิด

   เส้นใยอะรามิดสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักตามโครงสร้างทางเคมีที่แตกต่างกัน: หนึ่งคือเส้นใย meta-aramid ที่มีความต้านทานความร้อนและสารหน่วงไฟชื่อเต็มคือ polyparabenzodiamide, ตัวย่อภาษาอังกฤษคือ PMTA ชื่อทางการค้าของสหรัฐอเมริกาคือ Nomex ประเทศของฉันคือ Aramid 1313 Para-aramid ชั้นหนึ่งมีความแข็งแรงสูงโมดูลัสความยืดหยุ่นสูงและความต้านทานความร้อนชื่อเต็มคือ polyparabenyl-phenylenediamine ตัวย่อภาษาอังกฤษคือ PPTA ชื่อทางการค้าคือ American Kevlar, Japan Technora, Dutch Twaron, Russian Tevlon และ Aramid 1414 ของเรา

   
   

2. เส้นใยอะรามิดเป็นเส้นใยที่ทนต่ออุณหภูมิสูงมีความแข็งแรงสูงและมีความยืดหยุ่นสูงมีคุณสมบัติทางกลของเส้นใยอนินทรีย์และคุณสมบัติการประมวลผลของเส้นใยอินทรีย์ความหนาแน่นเทียบเท่ากับเส้นใยโพลีเอสเตอร์ ในขณะเดียวกันก็มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมเช่นความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคมี, ความต้านทานรังสี, ความต้านทานความเมื่อยล้า, เสถียรภาพมิติและคุณสมบัติการยึดเกาะบางอย่างกับเรซินยาง ปัจจุบันสินค้ามีทั้งแบบเยื่อกระดาษและเส้นใย มันได้กลายเป็นวัสดุใหม่ในด้านต่าง ๆ เช่นการบินและอวกาศ, ยาง, อุตสาหกรรมเรซิ่น, อุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์, การขนส่ง, อุปกรณ์กีฬาและอาคารพลเรือน โดยเฉพาะอย่างยิ่งวัสดุคอมโพสิตกระดาษอะรามิดที่มีประสิทธิภาพสูงเตรียมจากเส้นใยอะรามิดสามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะวัสดุฉนวนไฟฟ้าเกรดสูงแผงวงจรพิมพ์และวัสดุป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้รับความสนใจอย่างมาก

   
   

   แบบฟอร์ม เส้นใยอะรามิด

   เส้นใย 1414 เป็นสีเหลืองสดใส เส้นใย 1313 เป็นสีขาวสดใส มีสองรูปแบบของเส้นใยเส้นใยสั้น (หรือเส้นใย) และเยื่อกระดาษ (หรือเส้นใยตกตะกอน) เส้นใยส่วนใหญ่จะใช้ในสิ่งทอยางและสาขาอื่น ๆ เส้นใยสั้นและเส้นใยเยื่อกระดาษที่ใช้ในอุตสาหกรรมกระดาษ

   
   

3. ลักษณะการใช้งานของ Aramid

3.1 ไม่นำไฟฟ้า

ในงานสมัยใหม่เช่นรถไฟใต้ดินอุโมงค์ทางรถไฟไฟฟ้าและโรงงานอุตสาหกรรม ฯลฯ มีความต้องการสูงสําหรับฉนวนกันความร้อน ในการเสริมแรงและเสริมแรงสำหรับโครงการเหล่านี้เส้นใยอะรามิดมีข้อดีอย่างแน่นอนและยังเป็นโซลูชันสำหรับพื้นที่เหล่านี้ โอกาสที่ดีที่สุดในการเลือก

3.2 ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี

โดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้านทานการกัดกร่อนของอัลคาไลที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษไม่สามารถจับคู่กับวัสดุคอมโพสิต FRP อื่น ๆ เนื่องจากโครงสร้างคอนกรีตมีฤทธิ์กัดกร่อนสูงในน้ำทะเลสาเหตุหลักคือมีคลอรีนไอออนมากขึ้นในนั้นทำให้เกิดคาร์บอไนซ์คอนกรีตและเหล็กเส้นมีการกัดกร่อนและการขยายตัว ดังนั้นเส้นใยอะรามิดจึงเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดในการเสริมแรงและป้องกันโครงการท่าเรือท่าเรือบางแห่ง

3.3 ทนต่อแรงกระแทกได้ดี

เนื่องจากเส้นใยอะรามิดมีโมดูลัสความยืดหยุ่น 118Gpa ความเหนียวที่ดีเป็นพิเศษและยืดตัว 1.8% จึงเดิมใช้เป็นผลิตภัณฑ์ทางทหารในต่างประเทศเช่นเสื้อเกราะ โดยจะใช้เสริมโครงสร้างบางส่วนที่มีความต้องการรับแรงกระแทกอย่างเข้มงวด เช่น ตอม่อของทางเดินรถหลัก

3.4 มีคุณสมบัติป้องกันการโหลดแบบไดนามิกและป้องกันความเมื่อยล้าได้ดี

แม้ว่าความต้านทานแรงดึงของคาร์บอนไฟเบอร์จะสูงมาก แต่เนื่องจากเป็นวัสดุที่เปราะบางจึงทนต่อการโหลดแบบคงที่ในระยะยาวเท่านั้น หากโหลดแบบไดนามิกเป็นเวลานานความแข็งแรงของมันไม่สามารถรับประกันได้ เส้นใยอะรามิดไม่ได้อยู่ภายใต้ข้อจำกัดนี้ ส่วนใหญ่จะใช้ในผลิตภัณฑ์ทางทหาร และเป็นวัสดุหลักของเสื้อเกราะ ความต้านทานความเมื่อยล้าที่สอดคล้องกันเป็นสิ่งที่ดีมากเนื่องจากความเหนียวที่ดี นอกจากนี้เส้นใยอะรามิดยังมีความต้านทานแรงเฉือนที่แข็งแกร่งที่สุดในบรรดาวัสดุ FRP ทั้งหมด

3.5 การก่อสร้างที่สะดวก

ขั้นตอนหลักมีดังนี้: การรักษาพื้นผิว - แปรงรองพื้น - เรซินชุบด้านล่าง - วางผ้าอะรามิด - เรซินชุบด้านนอก - การป้องกันพื้นผิวใช้งานง่ายมาก ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ยกขนาดใหญ่โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้อง chamfering การลบมุมของเสาสี่เหลี่ยมต้องการเพียง 10 ram เนื่องจากอะรามิดเป็นวัสดุอินทรีย์ที่มีความสามารถในการเปียกได้ดีกับเรซินและเวลาในการบ่มสั้น ภายในไม่กี่ชั่วโมง เส้นใยอื่นที่คล้ายกันต้องใช้เวลาหนึ่งถึงสองสัปดาห์

การประยุกต์ใช้ผ้า Aramid ในโครงการเสริมแรงโครงสร้าง

1. คาน

   ส่วนใหญ่ใช้สำหรับสะพานและอาคารพลเรือนหรือห้องกระจายสินค้าอุตสาหกรรมวิธีการเสริมแรงรวมถึงความต้านทานการดัดและแรงเฉือน เมื่อทำการเสริมแรงดัดงอทิศทางของเส้นใยของผ้าอะรามิดจะสอดคล้องกับทิศทางแกนของคานซึ่งมักจะยึดติดกับด้านที่ดึงของคาน ปรับปรุงความสามารถในการรับน้ำหนักของคาน ตามการทดสอบที่เกี่ยวข้องตราบใดที่คานไม่ได้เป็นคานเสริมแรงหนึ่งชั้น AK-40 สามารถเพิ่มภาระได้ประมาณ 30% สองชั้นสามารถเพิ่มภาระได้ประมาณ 40% ในกระบวนการเสริมแรงเฉือนผ้าอะรามิดมีทิศทางเส้นใยเช่นเดียวกับแกนคาน

   
   

2. เสา

   ผ้าอะรามิดเป็นวัสดุเสริมคอลัมน์ที่เหมาะ ประการแรกเนื่องจากโมดูลัสความยืดหยุ่นของเส้นใยอะรามิดเป็น 118Gpa จึงมีความเหนียวที่ดีกว่าคาร์บอนไฟเบอร์ (แม่พิมพ์ยืดหยุ่น 230Gpa); ประการที่สองการเจียรขอบมักต้องการเพียง l0mm รอบ ๆ โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องขัดคาร์บอนไฟเบอร์ต้องการประมาณ 30rnm อลาเม็ดสามารถประหยัดชั่วโมงการทำงานได้มาก ในที่สุดเนื่องจากผ้า Aramid เป็นผ้านุ่มจึงพอดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับหมวกที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอผ้า Aramid ยังเป็นวัสดุเสริมที่เหมาะ

   
   

3. อิฐ, ไม้กระดาน

   โดยปกติแล้วการกวาดล้างเหล็กเส้นของแผ่นจะค่อนข้างสูงและการเสริมแรงไม่ควรส่งผลกระทบต่อลักษณะที่ปรากฏดังนั้นการเสริมแรงด้วยวัสดุคอมโพสิต FRP ที่บางและนุ่มจึงเหมาะอย่างยิ่ง

   
   

4. ปล่องไฟ, หอน้ำ

   การเสริมแรงและการบำรุงรักษาทำได้ยากเป็นพิเศษเนื่องจากโครงสร้างสูง เช่น หอคอยน้ำปล่องไฟ วิธีการแบบดั้งเดิมโดยทั่วไปยากที่จะแก้ปัญหาเหล่านี้ เส้นใยอะรามิดที่มีน้ำหนักเบามีความแข็งแรงสูงทนต่อการกัดกร่อนและความทนทานเป็นทางเลือกที่ดี
   

   
   

5. อุโมงค์รถไฟใต้ดิน

เนื่องจากรถไฟฟ้าและอุโมงค์เป็นโครงสร้างที่ทำงานใต้ดิน แต่มีแรงไม่ต่างจากพื้นดิน มีแรงดินทั้งด้านบนถ้ำ และการทดสอบอุโมงค์ ประกอบกับมีความต้องการช่องว่าง จึงเกิดรอยร้าว ขณะที่การซ่อมแซมวิธีเสริมกำลังแบบเดิมไม่สามารถทำได้ การเสริมแรงและการบำรุงรักษาผ้าอะรามิดสามารถตอบสนองความต้องการที่หลากหลายเนื่องจากรอยแตกของซุ้มประตูหรือผนังด้านข้างในรถไฟใต้ดินหรืออุโมงค์มักจะมีหลายทิศทางและผิดปกติ สิ่งนี้ต้องการให้วัสดุซ่อมแซมของมันต้องมีความต้านทานแรงเฉือนที่ดีและอะรามิดเป็นวัสดุ FRP ที่ไม่นำไฟฟ้าดังนั้นผ้าอะรามิดจึงเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดสำหรับโครงการรถไฟใต้ดินอุโมงค์

การพัฒนาเส้นใยประสิทธิภาพสูงและเส้นใยพิเศษที่มีความแตกต่างฟังก์ชันเฉพาะคือหัวข้อการวิจัยหลักของศตวรรษที่ 21 เส้นใยอะรามิดเป็นเส้นใยประสิทธิภาพสูงทั่วไปจะได้รับการพัฒนาอย่างเต็มที่ การป้องกันสมัยใหม่การป้องกันอัคคีภัยเคมีโลหะไฟฟ้าพลังน้ำแร่ธรณีวิทยาอุตสาหกรรมนิวเคลียร์และอุตสาหกรรมอื่น ๆ สำหรับความต้องการของวัสดุพิเศษที่มีฉนวนกันความร้อนการระบายอากาศสารหน่วงไฟทนต่ออุณหภูมิและการกัดกร่อนจะสร้างตลาดขนาดใหญ่ที่มีศักยภาพ ผ่านการปรับเปลี่ยนเทคโนโลยีการขึ้นรูปใหม่และการวิจัยความแตกต่างเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงของการบีบอัดความแข็งแรงความเมื่อยล้าโมดูลัสการดัดความต้านทานต่อน้ำและการยึดเกาะของพื้นผิวเพิ่มประสิทธิภาพการปรับปรุงสภาพการประมวลผลลดต้นทุนการผลิตสามารถคาดหวังด้วยนวัตกรรมของเทคโนโลยีการผลิตเส้นใยอะรามิดและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี สิ่งทอฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องกับเส้นใยอะรามิดจะถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเศรษฐกิจของประเทศของเราการบำรุงรักษาการเสริมแรงและการปรับปรุงสะพานและโครงสร้างอาคารต่างๆจะเป็นจุดสนใจของโครงการก่อสร้างในปัจจุบันและในอนาคตเป็นเวลานาน

ในปัจจุบันวิธีการเสริมแรงที่ใช้กันทั่วไปในประเทศจีนของเราส่วนใหญ่มีดังต่อไปนี้: วิธีการเสริมแรงวัสดุคอมโพสิตผ้าใย, วิธีการเหล็กแผ่นผูกมัด, วิธีการเตรียมความเครียดในหลอดทดลองและวิธีการขยายส่วน คอมโพสิตใยอะรามิดมีลักษณะเด่น เนื่องจากข้อได้เปรียบที่เห็นได้ชัดในด้านประสิทธิภาพต้นทุน เชื่อว่า มันจะได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น และกลายเป็นเทคโนโลยีใหม่ของการเสริมแรงสะพานอันตรายเก่าที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย นอกจากนี้ ความต้องการผลิตภัณฑ์นี้ยังเพิ่มขึ้นในด้านการทหารและการป้องกันประเทศ ซึ่งขยายการวิจัยและพัฒนาเส้นใยอะรามิดใหม่ของบริษัทในตลาดต่างประเทศ เส้นใยอะรามิด KelarXP KelarXP เพิ่มคุณสมบัติกันกระสุนด้วยเทคโนโลยีผ้าใหม่และเทคโนโลยีการเคลือบผิวแบบใหม่เพื่อความสะดวกสบายที่ยอดเยี่ยมของผ้าป้องกัน ในการทดสอบของดูปองท์และองค์กรอิสระ เสื้อเกราะกันกระสุนประกอบด้วย KelarXP ชั้น 11 สามารถป้องกันกระสุนของชั้นที่สาม และส่วนที่เหลือใช้เพื่อกันกระแทกของกระสุน และสามารถลดการบาดเจ็บของผู้ใช้ เมื่อใช้กับปืนพกขนาด 44 KelarXP สามารถกระจายแรงกระแทกของกระสุนได้ 15% และเสื้อกั๊กมีน้ำหนักเบาอย่างน้อย 10% ตามที่ดูปองท์วัสดุที่มีน้ำหนักเบาในตลาดในปัจจุบันมักจะหมายถึงเสื้อกั๊ก 20-40 ชั้นซึ่งต้องใช้อย่างน้อย 9 ชั้นเพื่อป้องกันกระสุน