Czym jest włókno paraaramidowe i jaka jest metoda syntezy włókna paraaramidowego
Pełna nazwa włókna aramidowego to „aromatyczne włókno poliamidowe”, co odnosi się do długołańcuchowego syntetycznego włókna poliamidowego, w którym ponad 85% wiązań amidowych jest bezpośrednio połączonych z pierścieniem benzenowym, odporności na wysoką temperaturę, wysokiej wytrzymałości, wysokiego modułu, izolacji i innych wyjątkowych właściwości. Jest to nowy rodzaj specjalnego materiału polimerowego. Obecnie na rynku dostępne są dwa rodzaje włókien aramidowych, które osiągnęły szeroki zakres zastosowań komercyjnych i produkcji, mianowicie meta-aramid i para-aramid.
1. Czym jest para-aramid
Pełna nazwa włókna para-aramidowego to włókno „poli-parafenylenotereftalamidowe” (PPTA), które jest organicznym włóknem polimerowym syntetyzowanym z chlorku tereftaloilu i p-fenylenodiaminy. Pozycje nr 1 i nr 4, znane również jako aramid 1414, TAPARAN, KEVLAR, TWARON, mają doskonałe właściwości, takie jak wysoka wytrzymałość właściwa, wysoki moduł właściwy, odporność na wysoką temperaturę i ognioodporność, i są znane jako trzy wysokowydajne włókna na świecie, razem z włóknem węglowym i wysokowytrzymałym polietylenem o wysokim module.
2. Jaka jest metoda syntezy włókna para-aramidowego
PPTA otrzymuje się w wyniku polikondensacji p-fenylenodiaminy i chlorku tereftaloilu jako monomerów w N-metylopirolidonie (NMP) i chlorku wapnia poprzez niskotemperaturową kondensację w roztworze.
Główne zalety para-aramidu to wysoka wytrzymałość i wysoki moduł. Jego wytrzymałość na rozciąganie jest 6 razy większa niż drutu stalowego, a jego moduł rozciągania jest 2~3 razy większy niż drutu stalowego i włókna szklanego. Rozkład, brak topienia; odporność na kwasy i zasady; gęstość (1,44 g/cm2) to tylko jedna piąta gęstości drutu stalowego, z dobrą ognioodpornością, ograniczając indeks tlenowy powyżej 29, należy do materiałów ognioodpornych klasy B1. Jest głównie stosowany w ochronie bezpieczeństwa, kuloodporności, wzmocnieniu produktów gumowych, kablach o wysokiej wytrzymałości i zastępowaniu materiałów ciernych azbestu.
Proces produkcji filcu igłowanego para-aramidowego
1. Otwarcie włókna para-aramidowego
Najpierw wykonuje się wstępne rozluźnienie włókien para-aramidowych, aby poluzować duże skupiska włókien, a następnie wykonuje się drobne otwarcie, aby jeszcze bardziej poluzować włókna. Proces ten powinien być całkowicie otwarty, równomiernie wymieszany, a uszkodzenia włókien należy unikać w jak największym stopniu.
2. Karbowanie włókien
Po otwarciu i całkowitym wymieszaniu włókna trafiają do pojemnika na bawełnę pod ciśnieniem powietrza i są gotowe do wprowadzenia do maszyny karczującej.
Po maszynie włókno jest karbowane poprzez interakcję między kołem ściągającym a cylindrem, a na końcu przenoszone przez ściągacz, aby utworzyć wstęgę włókien. W tym momencie karbowana wstęga włókien jest lekką i cienką pojedynczą wstęgą.
3. Rozkładanie sieci
Włóknista taśma wchodzi do maszyny do układania wstęgi, a wózek do układania wstęgi napędzany jest paskiem zębatym. Pojedyncza wstęga włókien wychodząca z maszyny do karczowania jest składana na krzyż, tworząc wielowarstwową wstęgę włókien o wymaganej szerokości i wadze jednostkowej do dalszego procesu.
4. Zagęszczanie akupunkturowe
Włóknista sieć wchodzi do krosna igłowego, a w krośnie igłowym znajduje się duża liczba igieł z haczykami z zadziorami, które wielokrotnie przebijają włóknistą sieć. Po wielokrotnym ułożeniu włóknista sieć jest bardzo puszysta, gdy jest podawana do krosna igłowego, o znacznej grubości, ale słabej wytrzymałości.
Gdy igła nakłuwająca wielokrotnie przebija wstęgę włókien, włókna poruszają się w górę i w dół, powodując wytłaczanie, które powoduje, że włókna w wstędze włókien zbliżają się do siebie i są ściskane. Tarcie między włóknami wzrasta, a wytrzymałość wzrasta, tworząc włókninę o określonej wytrzymałości i gęstości.
5. Postprodukcja
W zależności od wymagań procesowych, filc igłowany poddawany jest różnym rodzajom obróbki końcowej. Oto metody obróbki:
(1). Kalandrowanie. Powierzchnia materiału włókninowego jest gładka, płaska i jednolita pod względem grubości poprzez walcowanie na gorąco za pomocą kalandra. Głównym celem kalandrowania jest zwiększenie gładkości i płaskości materiałów włókninowych oraz zwiększenie zwartości materiału.
(2) opalanie. Opalanie jest stosowane głównie w materiałach włókninowych do filtracji pyłu lub suchego materiału, z podniesioną powierzchnią. Włochatość jest wypalana, aby była gładka.
(3) Impregnacja emulsją. Wytworzony filc igłowy jest impregnowany środkami chemicznymi w celu poprawy odporności na wysoką temperaturę, odporności na kwasy i zasady, odporności na utlenianie i innych właściwości materiału filtracyjnego filcu igłowego.
(4) Ustawienie wysokiej temperatury. Materiał filtracyjny z filcu igłowego wchodzi do pieca rozprężającego, aby uzyskać ustawienie wysokiej temperatury materiału filtracyjnego. Materiał filtracyjny o dobrym efekcie kształtowania ma niewielkie odkształcenia podczas użytkowania, wysoką stabilność wymiarową i długą żywotność.
(5) Laminowanie. Przygotowany materiał filtracyjny z igłowanego filcu jest powlekany folią PTFE przez maszynę powlekającą. Powlekany materiał filtracyjny będzie miał efekt filtracji powierzchniowej, poprawi dokładność filtracji i może filtrować drobniejsze cząsteczki pyłu. Poprawiona odporność na korozję i odporność na wysoką temperaturę.
Właściwości filcu igłowanego para-aramidowego
Filc igłowany para-aramidowy spełnia następujące funkcje: polerowanie, filtrowanie, uszczelnianie, wyściółka, izolacja, odporność na wstrząsy, tłumienie, ochrona przed olejem, zatrzymywanie ciepła, izolacja cieplna itp.
Naturalna odporność na ciepło i ogień, doskonały stosunek wytrzymałości do wagi, wyjątkowa elastyczność.
Ognioodporność, odporność na wysoką temperaturę, wysoka wytrzymałość, wysoki moduł sprężystości, izolacja elektryczna.
Odporność na kwasy i zasady, odporność na rozpuszczalniki organiczne, wytrzymałość na rozciąganie, odporność na przecięcia i przebicia.
Odporność na ciepło, odporność na korozję, odporność na przebicie, odporność na kolce, odporność na błyski Acr, izolacja elektryczna, odporność na odłamki
Wysoka stabilność wymiarowa: bardzo niskie pełzanie, małe.
Ujemny współczynnik rozszerzalności cieplnej.
Doskonała stabilność termiczna: możliwość stosowania w szerokim zakresie.
Zakres temperatur, brak temperatury topnienia, wysoka odporność na ciepło, stabilność, niska przewodność cieplna.
Różnica między meta-aramidem i para-aramidem:
Odporność na temperaturę włókna para-aramidowego jest wyższa niż włókna meta-aramidowego. Zakres temperatur ciągłego użytkowania wynosi -196℃～204℃ i nie rozkłada się ani nie topi w wysokiej temperaturze 560℃. Najbardziej zauważalnymi cechami włókna para-aramidowego są wysoka wytrzymałość, wysoki moduł, odporność na wysoką temperaturę, odporność na kwasy i zasady oraz lekkość. Ma dobrą izolację i właściwości przeciwstarzeniowe oraz długi cykl życia. Tkanina z włókna aramidowego ma doskonałe właściwości, takie jak wysoka wytrzymałość, wysoki moduł, odporność na wysoką temperaturę i zasady, lekkość, izolację, odporność na starzenie, długi cykl życia, stabilną strukturę chemiczną, brak stopionych kropelek podczas spalania i brak toksycznych gazów. Włókno poliizoftalamidowe jest określane jako włókno meta-aramidowe, włókno politereftalamidowe jest określane jako włókno para-aramidowe.
Jakie są zastosowania filcu para-aramidowego
1. Produkty z igłowanego filcu para-aramidowego są szeroko stosowane w: przemyśle maszynowym, zbrojeniowym, metalurgicznym, górniczym, leśnym, tekstylnym, elektromechanicznym, komunikacyjnym, pomiarowym, transportowym, lotnictwie, żeglarstwie, elektronice, sprzęcie gospodarstwa domowego, sprzęcie, meblach, gumie i innych produktach przemysłowych.
2. Jest stosowany w dziedzinach przemysłowych, takich jak materiały trudnopalne i odporne na wysoką temperaturę. Jest stosowany głównie do koców przeciwpożarowych, koców spawalniczych, koców trudnopalnych i koców odpornych na wysoką temperaturę. Jest stosowany w hutach stali, zakładach aluminiowych, zakładach metalurgicznych itp.
3. Jest stosowany do dekoracji wnętrz samochodów, pociągów i samolotów oraz do odzieży ognioodpornej i termoizolacyjnej. Filc para-aramidowy ma funkcje zapobiegania pożarom, filtracji, odporności na wysoką temperaturę i izolacji cieplnej.
4. Filc para-aramidowy stosowany jest jako warstwa komfortowa w odzieży strażackiej.
5. Rękawice wykonane z para-aramidu mogą zapobiegać obrażeniom spowodowanym przecięciem, tarciem, przekłuciem, wysoką temperaturą i płomieniami palców podczas operacji przemysłowych.
6. Taśmy przenośnikowe stosowane w kopalniach, hutach szkła, fabrykach aluminium, hutach stali i zakładach metalurgicznych.
7. Taśmociąg do maszyny do druku cyfrowego. Dzięki filcowi para-aramidowemu ma on bardzo dużą wytrzymałość i jest odporny na wysokie temperatury.
