арамидное волокно

Арамидное волокно

Свое название, арамидные волокна (арамиды) получили из-за бензольных колец, в своей основе, которые соединены амидными связями.

Отличительной чертой сверхпрочных и сверхвысокомодульных арамидных волокон является высокоориентированная структура. Основными видами, применяемыми в широких масштабах являются нити на основе параарамидов. Согласно общим данным, арамиды создавались практически одновременно в России и США  где то в начале 70-х годов.

Благодаря низкой плотности, арамиды превосходят все виды промышленно выпускаемых армирующих материалов по удельной прочности, уступая по модулю упругости углеродным и борным волокнам.

Сверхпрочные параарамидные жгуты широко применяют в производстве тяжелонагруженных текстильных материалов и изделий (тросы, канаты и т.д.).

 Разновидности

Основные виды параарамидных нитей:

Торговая марка Страна Состав
1. Kevlar США Полипарафенилентерефталамид (ПФТА)
2. Twaron Нидерланды ПФТА
3.  

 

СВМ

Россия Ароматический полиамид с гетероциклами в цепи на основе гетероциклического диамина и терефталилхлорида
4. Армос Россия Ароматический сополиамид с гетероциклами в цепи на основе гетероциклического диамина, парафенилендиамина и терефталилхлорида
5. Русар Россия
6. Technora Япония Ароматический параметасополиамид

 

Технология получения

            Принцип получения в основном один и тот же, и делится на две стадии:

  • Синтез и выделение полимера; Приготовление формовочного раствора;
  • Формование волокон из формовочных растворов.

Синтез полимера производится в растворителе с высаживанием водой. Затем полимер промывается водой и тщательно высушивается.  Для получения формовочного раствора полимер растворяют в серной кислоте.

Формование самих нитей производится через воздушную прослойку так называемым «сухо мокрым методом» что бы это не означало.  То есть, формовочный раствор, продавливается через фильеры и полученные нити попадают в водную ванну. После чего промываются от следов серной кислоты и высушиваются.

Свойства арамидных волокон

Основные свойства:

Тип Плотность г/см3 Модуль упругости, ГПа Прочность при растяжении, ГПа Удлинение при разрыве,%
Высокомодульные на основе ПФТА (тварон НМ, кевлар НМ)  

 

1,45-1,47

 

 

140-150

 

 

2,7-4,5

 

 

2-3

Высокопрочные на основе ПФТА (тварон НТ, кевлар НТ)  

 

1,45-1,47

 

 

130-140

 

 

2,7-4,5

 

 

2,5-3,5

Гетероциклические, гомополимерные, высокомодульные (СВМ)  

 

1,45-1,46

 

 

130-160

 

 

4,0-4,5

 

 

2,5-4,5

Гетероциклические, сополимерные, высокомодульные (армос, русар)  

 

1,45-1,46

 

 

140-160

 

 

4,5-5,5

 

 

3,0-3,5

Параметаарамидные сополимерные, высокопрочные (технора)  

 

1,39-1,4

 

 

 

 

3,0-3,5

 

 

 

Надо отметить что отличительной чертой и общим недостатком арамидов является трансверсальное (поперечное) направление, так как в этом направлении, жгуты имеют наименьшую сопротивляемость растяжению а следовательно, на сжатие и изгиб тоже.

В попытках повысить межмолекулярное взаимодействие и создать возможность образования поперечных связей получили материал: М-5. Нити М-5 имеют высокие показатели прочности на сжатие 1,5 Гпа, при 0,35-0,45Гпа у арамидов на основе ПФТА. Но сложность технологии получения М-5 затрудняет развитие промышленного производства.

Еще один недостаток — это склонность к влагопоглощению, что снижает механическую прочность.

Нити подвержены старению, снижению механических характеристик с течением времени. Стоит так же отметить снижение характеристик при воздействии ультрафиолета.

Стойкость к высокой температуре

Параароматические полимеры имеют высокую температуру стеклования. Как следствие они имеют высокую теплостойкость (устойчивость к высоким температурам) и термостойкость (устойчивость к длительным воздействиям высоких температур).

Важная особенность при использовании данных материалов в экстремальных условиях, является отсутствие усадки до температур 350-450 °С. Помимо прочности, некоторые типы волокон обладают устойчивостью к действию открытого пламени.

 

 

Буду признателен за любую обратную связь. Спасибо!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", Вы даете согласие на рассылку , обработку персональных данных и принимаете политику конфиденциальности