Chinas wichtigste Hochleistungsfaser: Aramidfaser!

Der vollständige Name von Aramidfaser ist Aramidfaser, und es ist Aramidfaser auf Englisch. Es ist als die vier wichtigsten Hochleistungsfasern in meinem Land zusammen mit Kohlefaser, ultra-hochmolekularen Polyethylenfaser und Basaltfaser aufgeführt.

Aramidfaser und gewöhnliches Nylon sind beide Amidfasern und beide enthalten Amidbindungen in der Hauptkette der Makromoleküle. Der Unterschied besteht darin, dass die Amidbindungen von Nylon mit aliphatischen Gruppen verbunden sind, während die Amidbindungen von Aramid mit Benzolringen verbunden sind.

Arten von Aramidfasern

Aramidfasern umfassen hauptsächlich vollständig aromatische Polyamidfasern und heterocyclische aromatische Polyamidfasern, die in Ortho-Aramidfasern, Para-Aramidfasern (PPTA) und Meta-Aramidfasern (PMTA) unterteilt werden können. Zu den industrialisierten Produkten gehören hauptsächlich Meta-Aramid und Para-Aramid. Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Aramidarten ist der Unterschied in der Befestigungsposition der Amidbindung an das C-Atom auf dem Benzolring.

✪ Para-Aramid

Para-Aramidfaser, nämlich Polyparaphenylenterephthalamid (PPTA), in meinem Land Aramidfaser 1414 genannt, ist ein lineares Polymer, bei dem mehr als 85% der Amidbindungen in der Molekülkette direkt an den aromatischen Ring gebunden sind. Es ist die weltweit erste Faser aus Polymer-Flüssigkristall-Spinnlösung, die eine neue Ära von Hochleistungs-Synthetikfasern schafft.

✪ Meta-Aramid

Meta-Aramidfaser, nämlich Polymetaphenylenisophthalamid (PMTA), auch bekannt als Aramidfaser 1313 in meinem Land. Meta-Aramidfaser ist der am schnellsten wachsende Samenkristall in organischen hochtemperaturbeständigen Fasern. Die Fasermoleküle bestehen aus Amidgruppen, die mit Metaphenylgruppen miteinander verbunden sind. Die molekulare Kette ist linear und Zickzack. Es hat ausgezeichnete Flammschutzfähigkeit, thermische Stabilität, Strahlungsbeständigkeit und andere Eigenschaften.

Hervorragende Eigenschaften von Aramidfasern

Es hat ausgezeichnete Eigenschaften wie ultrahohe Festigkeit, hohe Modul- und Hochtemperaturbeständigkeit, Säure- und Alkalibeständigkeit, geringes Gewicht, Isolierung, Anti-Aging, langer Lebenszyklus, stabile chemische Struktur, kein Brennen geschmolzener Tröpfchen, kein giftiges Gas und so weiter.

Die Temperaturbeständigkeit der Para-Aramidfaser ist höher als die der Meta-Aramidfaser. Der Dauergebrauchstemperaturbereich beträgt -196 bis 204 °C und es zersetzt sich nicht oder schmilzt bei einer hohen Temperatur von 560 °C. Die bemerkenswertesten Eigenschaften von Para-Aramid sind ultrahohe Festigkeit, hohes Modul, hohe Temperaturbeständigkeit, Säure- und Alkalibeständigkeit, geringes Gewicht und andere ausgezeichnete Eigenschaften. 3-mal so viel von hochfestem Nylon Industriegarn; Das Modul ist 2- bis 3-mal so hoch wie von hochwertigem Stahl oder Glasfaser und 10-mal so hoch wie von hochfestem Nylon Industriegarn; Die Zähigkeit ist doppelt so groß wie Stahldraht, und das Gewicht ist nur etwa 1/5 von dem des Stahldrahts, hat es gute Isolierungs- und Anti-Aging-Eigenschaften und hat einen langen Lebenszyklus.

✪ Gute mechanische Eigenschaften der Aramidfaser

Meta-Aramid ist eine Art flexibles Polymer, seine Bruchfestigkeit ist höher als die von gewöhnlichem Polyester, Baumwolle, Nylon usw., seine Dehnung ist groß, sein Handgefühl ist weich und seine Spinnfähigkeit ist gut. Es kann zu kurzen Fasern und Filamenten unterschiedlicher Denier und Länge produziert werden. Im Allgemeinen Textilmaschinen werden verschiedene Garnzahlen in Gewebe und Vliesstoffe gewebt, und nach der Fertigstellung können sie die Anforderungen an Schutzkleidung in verschiedenen Bereichen erfüllen.

✪ Ausgezeichnete Flammschutzmittel und Hitzebeständigkeit der Aramidfaser

Der limitierende Sauerstoffindex (LOI) von Meta-Aramid ist größer als 28, so dass es nicht weiter brennt, wenn es die Flamme verlässt. Die flammhemmenden Eigenschaften der Meta-Aramidfaser werden durch ihre eigene chemische Struktur bestimmt, so dass es sich um eine dauerhafte flammhemmende Faser handelt, und ihre flammhemmenden Eigenschaften werden aufgrund von Nutzungszeit und Waschzeiten nicht reduziert oder verloren gehen. Meta-Aramidfaser hat eine gute thermische Stabilität, kann kontinuierlich unter der Bedingung von 205°C verwendet werden und kann immer noch hohe Festigkeit unter der Bedingung von hoher Temperatur über 205°C beibehalten. Meta-Aramidfaser hat eine hohe Zersetzungstemperatur und schmilzt oder fällt unter Hochtemperaturbedingungen nicht, und die Karbonisierung beginnt nur, wenn die Temperatur größer als 370 °C ist.

✪ Die chemischen Eigenschaften von Aramidfasern sind stabil

Meta-Aramidfaser hat eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen die meisten chemischen Substanzen, kann den meisten hohen Konzentrationen anorganischer Säuren widerstehen und hat eine gute Alkalibeständigkeit bei Raumtemperatur.

✪ Strahlenbeständigkeit von Aramidfasern

Die Strahlenbeständigkeit von Meta-Aramid ist sehr gut. Beispielsweise bleibt bei Langzeitbestrahlung von 1,2×10-2 w/in2 ultravioletten Strahlen und 1,72×108 Radien von Gammastrahlen die Intensität unverändert.

✪ Haltbarkeit der Aramidfaser

Meta-Aramidfaser hat eine ausgezeichnete Reibungsbeständigkeit und chemische Beständigkeit. Nach 100-maligem Waschen kann die Reißfestigkeit des mit Newstar® Meta-Aramidfasern verarbeiteten Gewebes immer noch mehr als 85% der ursprünglichen Festigkeit erreichen.

Anwendungsbereiche von Aramidfasern

✪ Luftfahrtbereich

Aramidfaser hat eine niedrige Dichte, hohe Festigkeit und gute Korrosionsbeständigkeit. Es kann verwendet werden, um Raketenantriebsgehäuse von Raketen, sowie breitbandige Wellenübertragungsmaterialien wie Rumpf, Hauptflügel und Heck von Flugzeugen und Raumschiffen herzustellen, sowie Strukturbauteile, die Schlagkräften standhalten können. Die mehrschichtige Wabenstrukturplatte wird vorbereitet, indem Aramidgewebe mit Epoxidharz imprägniert wird, um Aramidpreg zu bilden und direkt mit Waben- oder Schaumstruktur verbunden wird, die eine hervorragende Schlagfestigkeit und elektromagnetische Wellendurchlässigkeit aufweist. Das super-gemischte Verbundlaminat, das durch Überlappung von Aramidfaser mit dünner Aluminiumplatte und Epoxidschussfreies Tuch und Heißpressen gebildet wird, hat einen extrem hohen spezifischen Modul und spezifische Festigkeit, und die Ermüdungsbeständigkeit Lebensdauer ist 100-mal bis 1000-mal die von Aluminiumlegierungsplatte. Es kann im Rumpf und anderen Teilen des Flugzeugs verwendet werden. Das harzbasierte verstärkte Verbundmaterial, das durch Aramidfaser hergestellt wird, wird im Passagierkörper des Flugzeugs verwendet, was das Gesamtgewicht des Flugzeugs erheblich reduzieren kann.

✪ Militärfeld

Mit der Entwicklung neuer militärischer Waffen, wie chemische und nukleare, gibt es mehr neue Anforderungen an die Leistung militärischer Schutzkleidung: langlebig, leicht, kugelsicher, schwer entflammbar und gute Umweltanpassungsfähigkeit und Tarnung. Kugelsichere Westen und kugelsichere Helme aus Aramidfasern können die alten Nylonwesten und Panzerhelme ersetzen. Eine angemessene Menge Aramid zu den kugelsicheren Westen und Helmen kann sie nicht nur klein und leicht machen, sondern auch die kugelsichere Leistung um 40%. erhöhen. Die weiche kugelsichere Weste aus hochwertigem kugelsicherem Aramid-Vlies und Hochleistungspolyethylenfilm hat eine bessere ballistische Beständigkeit und Hitzebeständigkeit als Polyethylenfaser mit ultrahohem Molekulargewicht. Aramidfaser kann auch mit anderen Materialien (wie Metall, Keramik usw.) gemischt werden, um verschiedene hochfeste, schlagfeste explosionsgeschützte Tanks, kugelsichere Schilde und kugelsichere Panzerplatten herzustellen. Darüber hinaus ist das Aramidfasergewebe mit der Innenwand der Struktur verbunden, die die Explosionswelle effektiv absorbieren und die Beschädigung des Schrapnels am menschlichen Körper verhindern kann.

✪ Baubereich

Die Duktilität des Aramidfasergewebes ist besser als die der Kohlefaser. Das Material selbst ist leicht und flexibel im Freiheitsgrad. Es ist ein ideales Bewehrungsmaterial für Bauprojekte, insbesondere bei der Bewehrung unregelmäßig geformter Bauteile. Es besteht keine Notwendigkeit, Fasen zu machen. Die Aramidfaser wird zu einer Stahlstangenform gewebt, die als zementverstärktes Skelett für große Gebäude verwendet werden kann. Neben den Vorteilen der hohen Festigkeit und des geringen Gewichts ist es auch korrosionsbeständig und kann auch eine gute Rolle bei der Scherfestigkeit spielen.

✪ Transport

Aufgrund der geringen Dichte der Aramidfaser kann es hohen und niedrigen Temperaturen standhalten und hat eine gute Haftung zu Gummi und kann als Reifenschnüre für Autos oder Flugzeuge verwendet werden. Der Reifen aus Aramidfaser hat geringes Gewicht, dünnen Reifen, niedrigen Rollwiderstand, hohe Reifentragfähigkeit, gute Verschleißfestigkeit, Schneid- und Pannenbeständigkeit und den Schwerpunkt des Bodendrucks während der Reifennutzung Die Bewegung ist klein, die Lenkleistung ist gut, die Hitze ist leicht abzuleiten, und es ist nicht leicht zu verformen, was den Fahrkomfort des Autos verbessert, verlängert die Lebensdauer des Reifens und kann die Anforderungen moderner Überschallflugzeuge für die Verwendung von Reifen erfüllen.

✪ Elektrische und elektronische Felder

Aramidfaser hat hohe Festigkeit und Modul und niedrigen dielektrischen Koeffizienten und hat eine gute elektromagnetische Wellendurchlässigkeit. Unter den gleichen Steifigkeitsbedingungen kann die Dicke des Radarantennenschirms aus Aramidfaserverbundmaterial im Vergleich zu Glasfaserverbundmaterial um 30% reduziert werden. die Transmission elektromagnetischer Wellen um 10%erhöhtwird; Der lineare Ausdehnungskoeffizienten des Verbundsubstrats aus Aramidfaser und Epoxid, Phenol, Polyimid und anderen Harzen und Keramik hat einen hohen Grad an Übereinstimmung und wird nicht durch thermische Ausdehnung und Kontraktion beeinflusst. Es kann Risse verursachen und kann verwendet werden, um spezielle Leiterplatten in der Oberflächenmontage-Technologie herzustellen, die der Miniaturisierung und dem geringen Gewicht elektronischer Geräte förderlich ist.

Unter Verwendung der Eigenschaften der hohen Festigkeit und der hohen Temperaturbeständigkeit der Aramidfaser, wird es als "Zugglied" in der optischen Faser verwendet, die die kleine und zerbrechliche Glasfaser vor Dehnung und Verformung unter Spannung schützen kann und die Lichtübertragung nicht beeinflusst. Das Verbundprodukt aus Aramidfaser und Kohlefaser hat eine gute Verarbeitbarkeit und Halbleiterfähigkeit und kann hohen Temperaturen standhalten. Es wird hauptsächlich verwendet, um Materialien zur Verringerung des elektrischen Feldes in Hochspannungsgeräten herzustellen. Nach der Imprägnierung mit Isolierfarbe hat Aramidpapier gute Isoliereigenschaften und wird als Isoliermaterial für hitzebeständige Motoren in Kombination mit natürlichen Glimmerfolien verwendet.

✪ Sonstige Bereiche

Aramidfasermoleküle enthalten eine große Anzahl von Benzolringen, die gute chemische Stabilität, Korrosionsbeständigkeit, hohe spezifische Festigkeit, geringes Gewicht und Festigkeit haben und zur Herstellung von Kabeln für Marineschiffe und tiefe Ölbrunnen verwendet werden können. Unter Verwendung der Eigenschaften der Hochtemperaturbeständigkeit und Ermüdungsbeständigkeit der Aramidfaser, um hochwertige Schläger, Angelruten, Schlitten, Snowboards, Skistöcke, Bögen und Pfeile, Ruderboote, Golfschläger usw. herzustellen, kann es auch verwendet werden, um Bergschuhe mit rauen Sportbedingungen Stiefel, Boxhandschuhe, Rennhelme, Rennkörper, etc. herzustellen. Da Asbest ernsthaft schädlich für die menschlichen Atemwege ist, kann Aramidfaser verwendet werden, um Asbest zu ersetzen, um Dichtungen wie verstärkte Gummidichtungsplatten herzustellen, die für Dichtungen und Dichtungen von Automobilbremsen verwendet werden.

Derzeit umfassen inländische und ausländische Unternehmen, die Aramidfasern herstellen, hauptsächlich DuPont, Teijin, Taihe New Materials und so weiter.

✪ DuPontfrance. kgm

DuPont, gegründet in 1982, ist ein globales Unternehmen, das auf wissenschaftlicher Forschung basiert. Seine Produkte und Dienstleistungen decken viele Bereiche ab, wie Landwirtschaft und Lebensmittel, Gebäude und Bauwesen, Kommunikation und Transport, Energie und biologische Anwendungstechnik. DuPont realisierte im 1972 die Industrialisierung von Para-Aramidfasern und sein globaler Marktanteil mit Teijin übertraf 75%. Ende 2020 hatte DuPont eine Produktionskapazität von 32.000 Tonnen Para-Aramid und 22.000 Tonnen Meta-Aramid.

✪ Teijin.kgm

Teijin, gegründet in 1918, ist die erste Rayon-Firma in Japan. Im 1987 realisierte Teijin die Industrialisierung von Para-Aramidfasern. Ende 2020 hatte Teijin eine Produktionskapazität von 32.000 Tonnen Para-Aramidfaser und 5.000 Tonnen Meta-Aramidfaser.

✪ Neue Materialien

Taihe New Materials, gegründet in 1993, ist ein nationales High-Tech-Unternehmen spezialisiert auf Forschung und Entwicklung, Produktion und Anwendungsentwicklung von Hochleistungsfasern. Es hat die Führung bei der Realisierung der industrialisierten Produktion von Spandex, Meta-Aramid und Para-Aramid in meinem Land übernommen. Es füllt viele Lücken im inländischen Hochleistungsfaserbereich und ist ein führendes Unternehmen in der Para-Aramidfaserindustrie meines Landes. Ende 2020 hatte Taihe New Materials eine Produktionskapazität von 4.500 Tonnen Para-Aramid und 11.000 Tonnen Meta-Aramid.