Aramid ( engelsk aramid forkortelse aromatic polyamid - aromatic polyamide ) - en lang kæde af syntetisk polyamid, hvori mindst 85% af amidbindingerne er knyttet direkte til to aromatiske ringe. [1] Aramidfibres egenskaber bestemmes samtidigt af både kemisk og fysisk mikrostruktur. Amidbindinger giver høj dissociationsenergi (20 % højere end alifatiske modstykker såsom nylon), og aramidringe giver fremragende termisk stabilitet . Der er 3 hovedtyper af kommercielle aramidfibre på markedet: para-aramider (p-aramider), meta-aramider (m-aramider) og polyamidcopolymerer.[2]
Verdens mest kendte para- aramider er fremstillet under varemærkerne Kevlar® ( DuPont ) og Twaron® (Akzo/Acordis) af paraphenylendiamin og terephthaloylchlorid i en N-methylpyrrolidon/calciumchloridopløsning. [2] . Kommercielt fremstillede fibre Kevlar® 29, Kevlar® 49, Kevlar® 149 har en progressivt høj orientering af polymermolekyler og har høj krystallinitet, på grund af hvilken de udmærker sig ved et højt elasticitetsmodul og trækstyrke (op til 260 cN/ tex ) . [2] Aramidfibre er lige så stærke som stål , mens de er fem gange lettere end stål. Dette fører til hovedanvendelsen af para-aramider som en ledning til dæk såvel som til fremstilling af lette ballistiske materialer. [1] I dag er der første, anden og tredje generation af para-aramider. For eksempel er Kevlar® HT, som har 20% højere trækstyrke, og Kevlar® HM, som har 40% højere modul end den originale Kevlar® 29, meget udbredt i rumfart og specialkompositmaterialer. Som regel har para-aramider høje glasovergangstemperaturer på omkring 370 °C, brænder praktisk talt ikke og smelter ikke. Starttemperaturen for karbonisering er omkring 425 °C. [3] Iltindekset (OI) for Kevlar® 129-fibre er 30. [4] Alle para-aramider er dog tilbøjelige til fotonedbrydning og skal beskyttes mod direkte sollys, når de bruges udendørs. [3]
I USSR blev der i begyndelsen af 1970'erne udviklet en fiber baseret på polyamidbenzimidazolterephthalamid, som overgik Kevlar i en række indikatorer. Denne fiber blev oprindeligt kaldt Vniivlon efter navnet på det institut, hvor den blev udviklet (VNIIV), derefter blev navnet på fiberen ændret til SVM . Tråde og fibre CBM er en heteroaromatisk polymer opnået ved polykondensering af en amin med terephthaloylchlorid Arkiveret 4. januar 2019 på Wayback Machine , men disse fibre er ens i egenskaber. Analogen af Kevlar-fiberen med hensyn til kemisk sammensætning var den sovjetiske Terlon-fiber, hvis pilotproduktion ophørte i begyndelsen af 90'erne. Men på grund af de høje omkostninger har produktionen af SHM-tråde og -fibre i industrien ikke fået stor distribution. Problemet blev løst af A.T. Serkov og V.B. Glazunov, efter at have modtaget en modificeret SVM-fiber, kaldet Armos, fra isotropiske spindeløsninger hos Khimvolokno produktionsforening i 1985. Armos copolyamidgarn overgik SVM fiber i elasticitetsmodul, og både SVM og Terlon i styrke og brudspænding i mikroplast. [5] Armos-tråden opnås på samme måde som SVM, principdiagrammet: monomerer - polykondensering - filtrering - afgasning - spinding, efterbehandling, tørring, vridning - varmebehandling , termisk trækning. Yderligere forløber fremstillingen ifølge to skemaer: for at opnå et bundt udsættes tråden for rynkning; for at opnå en tråd efter vridning og varmebehandling, udsættes den for oliering . På grund af damppolyamiders infuserbarhed udføres støbning fra opløsninger af 100% svovlsyre eller i amidopløsningsmidler med tilsætning af lyofile salte, især i dimethylacetamid (DMAA) med tilsætning af lithiumchlorid . Støbning udføres ved den våde metode, ofte gennem en luftspalte. [6] Efterfølgende, sammen med VNIIPV arkivkopi dateret 15. marts 2022 på Wayback Machine , VNIISV arkivkopi dateret 8. marts 2022 på Wayback Machine , samt KB JSC "Kamenskvolokno" para-aramid tråde Rusar, Rusar-S , RUSLAN Archivnaya blev udviklet kopi dateret 31. januar 2019 på Wayback Machine .
De mest berømte meta-aramider i verden er produceret under varemærkerne Nomex® (DuPont), Teijinconex® ( Teijin ), Newstar® ( Yantai Taiho ) [2] Den første betydelige meta-aramid blev introduceret i 1961 af DuPont under mærket navn Nomex®. Det er et polym-phenylendisophthalamid opnået ved grænsefladepolykondensation af m-phenylendiamin og isophthalsyredichlorid. [2] .
Meta-aramider forkuller ved temperaturer over 400 °C og er i stand til at modstå kortvarig eksponering for temperaturer op til 700 °C. Meta-aramider blev hovedsageligt udviklet til beskyttelsesdragter til jagerpiloter, tankskibe, astronauter samt til beskyttelse mod termiske risici i industrien. Nomex® fiber nonwovens bruges også til højtemperatur røggasfiltrering og termisk isolering. Meta-aramider er modstandsdygtige over for høje temperaturer, f.eks. bevarer Nomex®, når de opbevares ved 250 °C i 1000 timer, 65 % af trækstyrken. Som regel anvendes meta-aramider i beskyttelsesbeklædning mod termisk stråling, men til intens termisk stråling er Nomex® III (en blanding af Nomex® og Kevlar® 29 med et vægtforhold på henholdsvis 95:5) at foretrække. Denne sammensætning giver større mekanisk stabilitet under forkulning. [7] Iltindekset (OI) for Nomex® polymetaramid er 30 [4] .
I USSR, til temperaturapplikationer, blev Oksalon ( Arselon ) polyoxadiazolfiberteknologien udviklet og sat i produktion hos Khimvolokno Production Association i Svetlogorsk (Hviderusland ). Nogle vestlige virksomheder kalder denne fiber "Russian Nomex". Med hensyn til egenskaber ligner Arselon Nomex, selvom produktionsteknologierne adskiller sig væsentligt.
I 2005 skabte Lirsot LLC arkivkopi dateret 15. marts 2022 på Wayback Machine meta-, para-aramidfiber Arlana® [8] , som har kemiske og morfologiske strukturer, der giver gode mekaniske egenskaber (specifik brudbelastning 65 cN/tex) , høje værdier af iltindekset (KI 35-37%) og evnen til at modstå langvarig eksponering for temperaturer på 180-200 ° C. I modsætning til andre aramider er materialer baseret på Arlan®-fibre let at farve, har gode sorptionsegenskaber og har vist sig godt, når de anvendes i brandhæmmende tekstiler til civile og militære formål, industrielle emissionsfiltre og dekorative og efterbehandlingsmaterialer. Arlan®-fibre kan med succes erstatte importerede materialer Nomex®, Kermel Tech® og varmebestandig viskose [9] .
I 1972 lancerede Rhone Poulenc produktionen af flammehæmmende termostabile fibre under handelsnavnet Kermel®, som virksomheden har udviklet siden 1960. Kermel er et polyamid-imid (PAI) af meta-aramidfamilien eller den såkaldte. polyamid copolymer. [ti]
Kermel® polyamid-imidfibre er kendt i to versioner - 234 AGF - en massefarvet stapelfiber til tekstilteknologier og 235 AGF - en fiber til ikke-vævede tekstilmaterialer. I Frankrig bruges Kermel® i kampbeklædning til brandmænd og beskyttelsesbeklædning til militært personel, hvor risikoen for udsættelse for åben ild er højere end normalt. Iltindekset (OI) for Kermel® er 32. Når det udsættes for en temperatur på 250 °C i 500 timer, mister Kermel® kun 33 % af sine mekaniske egenskaber. På grund af dets høje iltindeks brænder Kermel® ikke, smelter ikke, men forkuller langsomt. [10] Ifølge producentens firma (i øjeblikket Kermel SAS) modstår Kermel® polyamid-imid temperaturer op til 1000 °C i nogle få sekunder. [11] En vigtig fordel ved Kermel® er nul krympning i varmt vand og 0,2 % i varm damp. [12] Polyamid-imid Kermel® adskiller sig fra meta- og para-aramider ved meget lav varmeledningsevne, næsten 4 gange lavere end Nomex® og Kevlar®, [4] som er meget udbredt til fremstilling af beskyttelsesbeklædning mod varme risici, samt moderne isoleringsmaterialer.
En blanding af 25%-50% Kermel®-fibre og flammehæmmende viskose giver ekstra UV-beskyttelse, termisk ventilationskontrol ved at lede fugt væk fra kroppen og høj bærekomfort. I dag er Kermel® meget brugt af førende olie- og gasselskaber, herunder offshore-selskaber. Luftvåben, WWII, hær, politi og efterretningstjenester i mange lande rundt om i verden bruger brandsikre uniformer og brandsikkert strik baseret på Kermel® polyamid-imid. I 2008 valgte de franske væbnede styrker Kermel® V50 og VMC40 brandsikker camouflage til den franske hærs " FELIN " eller såkaldte infanteriuniform. "Fremtidens soldatersæt" [13]
| Tekstilfibre | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Naturlig (naturlig) |
| ||||||
| Kemisk |
| ||||||