Арамидное волокно что это

Основные свойства и применение арамида

Арамид представляет собой полимерное волокно, которое характеризуется высокой прочностью и значительной термостойкостью. Эта ткань широко используется в качестве армирующей составляющей при изготовлении шин и спортивного инвентаря, в космической и военной промышленности. Одежда, сырьем для которой служат арамидные волокна, защищает ее владельца от механического воздействия и высоких температур.

История

Изобретателем полиамидных волокон желтой окраски считают американскую компанию DuPont, которая в 1964 году стала выпускать ткань под названием «Кевлар» (впоследствии ее стали именовать aramid). Через шесть лет после этого события в СССР также стали производить синтетический материал высокой прочности (СВМ), усовершенствованный вариант такой ткани — современные армос и русар.

Свойства

Чтобы до конца изучить свойства арамидных материалов, необходимо знать, чем арамидная нить отличается от других волокон, что это такое, и как можно улучшить характеристики самого полотна.

Арамидные волокна — это нити, имеющие сверхпрочную структуру, благодаря особому соединению атомов в молекуле. Это обеспечивает следующие свойства, которыми характеризуются арамидные ткани:

Разновидности материала

Арамидная ткань включает в себя несколько разновидностей, наиболее известны из них следующие:

Области применения

Можно смело утверждать, что волокна, свойства которых описаны выше, представляют собой неуязвимое для большинства негативных факторов полотно. Именно по этой причине ткань арамид используется по следующим направлениям:

Недостатки

Несмотря на то, что ткань арамид считается практически волшебной (и пули не пропускает, и в огне не горит), она имеет и ряд недостатков, к которым относят:

Также стоит отметить, что на изделия из арамидных тканей дают гарантию не более 10 лет. Срок эксплуатации одежды можно увеличить, используя специальные пропитки, но это требует дополнительных затрат.

Основные правила ухода

Арамидная нить не растягивается и не садится, поэтому изделия из этой ткани можно стирать в горячей воде. При этом необходимо учитывать, что слишком частые стирки и ультрафиолетовое излучение в значительной степени снижают прочность материала.

Негативное влияние оказывают и химически активные вещества, к которым относят отбеливатели. Визуально они не изменяют ткань, но уменьшают ее прочность и термоустойчивость.

Источник

Арамидный материал. Виды и применение. Свойства и особенности

Арамидный материал применяется для изготовления прочных антивандальных термостойких тканей. Его главной особенностью выступает стойкость к возгоранию и плавлению. При воздействии высоких температур он обугливается. Материал имеет небольшую массу, является достаточно эластичным и долговечным.

Что такое арамидный материал

Это полимер, на основе которого изготавливаются волокна для плетения тканей и прочих изделий. Последние, отличаются высокими механическими свойствами, а также повышенной температурной устойчивостью. Материал изготавливается на основе арамидных волокон, которые в свою очередь представляют собой сложные полимерные образования. Те состоят из мономеров, содержащих ароматические кольца, которые соединяются линейными и поперечными связями. Причем количество поперечных достигает 85%, что и является секретом высокой прочности материала.

Арамидные волокна сплетаются в ткани, нитки и шнуры. Для этого применяются различные приемы. Чаще всего это делают аналогичным способом, что и при плетении полотна. Также используется атласная, вафельная и саржевая вязка. Из арамидного материала изготавливаются разные типы тканей, причем даже достаточно тонкие, которые внешне ничем не отличаются от обычного трикотажа.

Изделия из арамидного материала

Сфера использования весьма обширна. Волокна из него отличаются очень высокой прочностью, чем превосходят аналоги.

Из него делают:

Специализированная одежда пожарных, металлургов и кузнецов изготавливается на основе арамидных волокон. Материал предотвращает передачу температуры. В нем прохладно в жару, и тепло при низких температурах. Приближаясь в костюме из арамидного материала к источнику жара исключается вероятность получения ожогов. Кроме этого материал очень прочный. Его сложно порезать, проколоть или порвать. Он не опасен для здоровья, как асбестовые ткани.

Из арамидного материала изготавливается лента для транспортеров, в частности на горячее производство. Она не повреждается массой переносимого сырья, даже если в нем присутствуют острые частицы. Тросы из арамидных волокон более гибкие, чем стальные, и значительно легче. При этом они очень прочные на разрыв.

Свойства

Арамидные волокна и изделия из них обладают рядом качеств, которые вместе не встречаются ни в одном другом материале подобного назначения. К таким свойствам в первую очередь необходимо отнести:

Данные качества материала позволяют делать из него долговечные изделия. По уровню прочности арамид превосходит даже нейлон, который считается одной из самых стойких на разрыв тканей. Причем прочность материала достигается не за счет увеличения сечения. Арамидная ткань остается легкой и сравнительно удобной для ношения.

Арамидные волокна не проводят электрический ток. Это позволяет их использовать в качестве защитной изоляционной оплетки при производстве бронированного токопроводящего кабеля. Также волокна вплетаются в оптоволоконные провода связи, для предотвращения их разрыва. Кроме этого они устойчивы к воздействию органических растворителей. Арамидные материалы достаточно сложно пачкаются. Они не впитывают запахи. На них не развиваются грибки и плесень.

Очень интересным качеством является свойство материала увеличивать свою прочность на морозе. При снижении температуры ниже 0°С защитные качества ткани или любого другого изделия увеличиваются. Материал не горит и не плавится. При критически высоких температурах он просто начинает обугливаться. То есть, его использование для защиты от жара является самым безопасным, так как исключает получение ожогов от расплавленных стекающих волокон.

Существенным минусом материала выступает его стойкость к впитыванию красок. В связи с этим цветовая палитра тканей и изделий из арамида очень скромная. Большинство из них имеют различные оттенки желтого.

Помимо сложной покраски, действительно существенными недостатками арамидного материала являются:

Арамидный материал стоит дорого, поэтому из него делают только те вещи, прочность и термостойкость которых действительно является крайне важной. Очень существенным недостатком выступает и потеря прочности при намокании. Вода нарушает водородные связи в волокнах. Как следствие у мокрого арамидного материала прочность ниже практически в 2 раза. При высыхании она восстанавливается до нормального уровня.

Также нужно отметить эффект старения. Арамид постепенно снижает прочностные характеристики, причем безвозвратно. На него обычно дается гарантия производителя на 5 лет. В связи с этим по завершении этого срока многие изделия из арамида подлежат замене, к примеру, если это специализированная экипировка или трос. Отдельные виды арамидных материалов чувствительны к солнцу. В связи с этим их лучше использовать только в качестве внутренней обшивки вагонов, самолетов, то есть там, где они не будут контактировать с ультрафиолетом.

Виды арамидных материалов

В зависимости от того каким образом сплетаются арамидные волокна, получаются различные материалы, имеющие разные свойства. Самыми известными и наиболее распространенными из них являются:

Кевлар крайне известный и распространенный арамидный материал. Он широко используется для изготовления касок, изоляции проводов, бронежилетов. Большим спросом пользуются перчатки из кевлара. Их практически нереально повредить. Перчатки могут использоваться при работе с острым инструментом. При попадании острия на их поверхность исключается повреждения защищенной руки. Большая часть кевлара применяется для армирования автомобильных шин и оптоволоконного кабеля. Кевларовая ткань используется в качестве вставок в защитную экипировку для мотоспорта.

Тварон очень похожая на кевлар ткань. Она используется для армирования автомобильных шин. Также из тварона делают шнуры, тросы, оплетку для кабелей. При практически полной схожести тварона и кевлара, первый является все же более надежным материалом. Производители дают на него гарантию 10 лет. Кроме этого они заявляют, что смогли устранить недостаток в виде потери прочности при намокании, а также сгладили столь выраженный эффект старения.

СВМ – это арамидный материал, применяемый для пошива военного обмундирования и спецодежды. Существуют 2 основные модификации СВМ – русар и армос. Отличительным качеством является более высокая прочность, чем у кевлара. За счет этого стало возможным делать из этих волокон более тонкую и легкую ткань, с лучшими параметрами гибкости и удобства ношения, пошитой из нее одежды. В частности русар часто используется для изготовления бронежилетов. Он очень прочный, его невозможно пробить или порезать ножом.

Номекс является первой арамидной тканью, полученной еще в 1961 году. Материал уступает по прочности более позднему кевлару, ставшему эталоном. При этом номекс в 3 раза более гибкий. За счет этого одежда из него намного удобней в ношении. Температурная стойкость материала составляет +370°С. При высоком нагреве он начинает обугливаться, но не плавиться. Причем до окончания обугливания он по-прежнему продолжает защищать от высоких температур. Ткань используется для пошива легкой защитной экипировки.

Арселон это аналог номекса, разработанный в СССР. Он по-прежнему выпускается в Беларуси. Это сравнительно дешевая и менее стойкая ткань, однако, очень эластичная в сравнении с тем же кевларом. Уровень ее температурной стойкости всего 250°С, но она способна переносить кратковременный нагрев до уровня 400°С. Благодаря доступности, из этого материала делают защитную одежду для металлургов, сварщиков, иногда и для пожарных.

Кермель – это арамидный материал разработанный во Франции. Он отличается от прочих аналогов тем, что очень хорошо окрашивается. Из него делают яркую защитную экипировку для горячих производств. Свойства этих волокон позволяют шить из него нательный трикотаж. Такая ткань менее грубая, не раздражает и не натирает кожу. Внешне по одежде из нее можно даже не понять, что она чем-то отличается от других свитеров или футболок. Изделия из кермеля шьются такого же фасона, что и повседневная обычная одежда.

Источник

Арамидная ткань: на огненном рубеже

Среди текстиля есть материи, созданные для особого применения. Они предназначены для того, чтобы защитить человека в самых экстремальных ситуациях на самой опасной работе. Астронавтов и пилотов, танкистов и пожарных, полицейских и сотрудников МЧС от огня и высоких температур спасает одежда, основу которой составляет особая Арамидная ткань.

Слово «арамид» возникло от сокращения названия «ароматический полиамид». Эту синтетическую ткань впервые получили американские химики компании DuPont в середине прошлого столетия. В 70-е годы её запустили в массовое производство под торговой маркой « Кевлар ».

Состав и свойства необычных тканей

Жёлтое, блестящее арамидное волокно имеет особую структуру. Их переплетают разными способами: полотняным, саржевым, атласным, вафельным. Сложное строение волокон определяет уникальные качества тканей.

Особенностью ткани является её плохая прокрашиваемость, поэтому изделия из арамида так часто имеют цвет волокон: они жёлтые.

К недостаткам арамидного материала относится его водобоязнь. При намокании ткани теряют до половины прочности, которая, правда, восстанавливается, стоит изделию высохнуть. Некоторые изделия чувствительны к ультрафиолетовому излучению и не могут быть использованы длительное время под лучами солнца. Ещё одним негативным моментом является быстрое старение материала. С этим качеством арамидных тканей возможно бороться при помощи специальных пропиток. Производители дают гарантию изделиям, не превышающую 10 лет.

Где можно встретить арамиды

Арамидные ткани прежде всего идут на изготовление защитной одежды для работников горячих профессий: металлургов, сварщиков. Из материала шьют боевую форму пожарных и спасателей МЧС. Его можно встретить во всех отраслях, где необходима огнезащита.

Прочный материал арамид востребован во многих армиях и полициях планеты. Он идёт на изготовление бронежилетов и касок.

Бифлекс не очень похож на обычную ткань – на нем вы не найдете продольных или поперечных нитей. Материал эргономичен с точки зрения движения, не создает никакого дискомфорта, отличается большим разнообразием расцветок. Одежда из него настолько яркая и нарядная, что никогда не остается незамеченной.

Арамиды в виде тканей или волокон используются в самолёто- и ракетостроении. Они находят широкое применение в народном хозяйстве. Из сверхпрочного материала получаются отличные ленты для транспортёров, арматура для автошин и крепкие тросы, а также арамидную бумагу. Из него также делают безупречные оптико-волоконные кабели.

Инновационные арамидные ткани уже более полувека стоят на страже жизни и здоровья человека. Они сокращают рабочие риски и даже обеспечивают комфорт представителям самых опасных, огненных профессий.

Источник

Из чего изготавливают арамидные волокна или нить и что это такое, каковы характеристики ткани из арамида?

Арамид – уникальное волокно, при малом весе обладающее высочайшей прочностью, стойкостью к механическому воздействию и термостойкостью. Его история началась более 50 лет назад, и оно сразу нашло широкое применение. Сфера использования с тех пор продолжает расширяться. Волокно применяется во многих отраслях промышленности, оно незаменимо при производстве спецодежды и средств защиты, альпинистского и спортивного снаряжения.

Что представляют собой арамидные волокна?

Слово «арамид» образовано от словосочетания «ароматический полиамид». Это высокомолекулярное волокно, состоящее из бензольных колец, объединенных в длинные молекулярные цепи посредством прочных амидных связей. Благодаря такой структуре оно обладает уникальными свойствами:

Разновидности арамидных тканей и их свойства

Арамиды выпускаются в разных формах, в том числе в виде ткани. Арамидная ткань производится из нитей разной толщины, содержащих от 130 до 10000 волокон. Их количество определяет прочность. Ткани изготавливают с использованием различных ткацких переплетений – полотняного, саржевого, сатинового. В зависимости от состава волокна делятся на 3 группы: мета-, пара-арамиды и сополимеры. Из-за разных исходных веществ и разницы в ароматических структурах они несколько различаются по своим характеристикам.

Пара-арамиды (тварон, кевлар, СВМ, терлон)

Кевлар

Волокно под названием кевлар было изобретено в США в 1964 г., когда компания «DuPont» работала над прочным, но легким материалом, способным заменить тяжелый стальной корд, который использовался для армирования автомобильных шин. Именно с его изобретением началась история арамидов. Исходным веществом при изготовлении кевлара является полипарафенилентерефталамид (ПФТА). Аналогичным составом и сходными качествами обладает тварон, который производится в Нидерландах и Японии.

СВМ

В начале 70-х материал с похожими свойствами был разработан и в СССР. Волокно получило название «вниивлон», однако позже его поменяли на «СВМ». Аббревиатура расшифровывалась как «синтетический высокопрочный материал». По своим характеристикам он превосходил американский аналог благодаря технологии мокро-сухой формовки нитей – по устойчивости к разрывам, прочности нити, упругости, кислородному индексу.

Помимо СВМ, в СССР вплоть до 1990-х выпускали терлон, приближенный по составу к кевлару. Производство обоих видов волокон было очень дорогостоящим. Ситуация изменилась в 1985 г. с появлением более совершенных модификаций – армоса и русара, отличающихся от СВМ 1-го поколения еще большей прочностью.

Мета-арамиды (номекс, арселон)

Мета-арамидные волокна являются еще более прочными, чем пара-арамидные. Они производятся на основе метафенилендиамина и дихлорангидрида изофталевой кислоты. Ткани из них отличаются эластичностью, легкостью, стойкостью к износу, воздействию органических кислот, масел и растворителей. Они не плавятся и не горят, обладают высокими электроизоляционными свойствами.

Номекс

Первый такой материал был изобретен той же американской компанией, что и кевлар, он известен как номекс. Арамидное волокно разрабатывалось для защиты от термических воздействия, поэтому оно обладает высокими термозащитными качествами. Обугливание происходит при 400 градусах, однако в течение 1000 часов сохраняется прочность при повышении температуры до 250. При кратковременном воздействии ткань выдерживает температуру до 700 градусов.

Сополимер арамида кермель

Кермель представляет собой высокотехнологичный полимер, полиамид-имид, являющийся сополимерам арамидов. Огнестойкие термостабильные волокна выпускаются во Франции. Материал отличается повышенной практичностью, износостойкостью и долговечностью. В течение короткого промежутка времени кермель выдерживает температуру до 1000 градусов. Он имеет очень низкую теплопроводность, не дает усадки в горячей воде. В отличие от других материалов на основе арамида, французский аналог хорошо поддается окрашиванию.

Добавление в состав ткани огнестойкой вискозы улучшает ее гигиенические свойства, а также препятствует разрушению под воздействием солнечных лучей и ультрафиолета. Материя мягка и приятна на ощупь, эффективно отводит от тела влагу. Одежда из нее очень удобна и комфортна в носке.

Применение арамидных тканей

Сфера применения арамидных тканей чрезвычайно широка. Из нее изготавливают защитную амуницию (бронежилеты, каски, бронешлемы, тенты), спецодежду для солдат, пожарных, полицейских, спасателей, металлургов, сварщиков. Она используется при изготовлении спортивной, мотоциклетной одежды и аксессуаров, туристического снаряжения, парашютов.

Из арамидных композитов делают части несущих конструкций, кузовные детали для самолетов, вертолетов, яхт и спортивных автомобилей. Их используют при изготовлении обивки салонов поездов и самолетов. Сверхпрочные волокна используются в качестве армирующих материалов в автомобильных шинах, медных и волоконно-оптических кабелях. Ими отделывают корпуса цифровой техники. Материал применяется также при изготовлении штативов для съемки, струн для музыкальных инструментов, удилищ, акустических динамиков, спортивного инвентаря (велосипедов, ракеток, клюшек, лыж, роликовых коньков).

Уход за арамидными изделиями

Не следует выжимать и гладить изделие. Использование отбеливателей и других химически активных веществ ухудшает характеристики ткани. По этой причине запрещена химчистка.

Чтобы увеличить срок службы изделий из ткани, имеющей чувствительность к ультрафиолету и влаге, в процессе эксплуатации нельзя подвергать их длительному воздействию воды и прямых солнечных лучей, поскольку это приведет к уменьшению прочности и старению материала. Это не касается материй с водостойкой светонепроницаемой пропиткой.

Источник

Арамидная ткань — описание состава, свойств, сфер применения

Арамид – полимерный материл, который находит самое разнообразное применение. Его используют в композиционных материалах, в виде армирующего волокна, а костюм из арамидной ткани делает его владельца буквально неуязвимым.

Каски, бронежилеты, комбинезоны – все эти предметы на основе арамида способны защитить от пуль и огня, их носят летчики – испытатели, военные, сталевары, пожарные и другие представители опасных профессий.

Описание материала

Арамид это сокращенное название словосочетания “ароматический полиамид”. Само волокно является полимером. Главными преимуществами материала являются сверхпрочность и высокий уровень устойчивости к механическому воздействию. Широкое применение арамидная ткань получила благодаря своей выдающейся термостойкости.

Пара-арамиды

Наиболее известные в мире пара-арамиды производятся под торговыми марками Kevlar® (DuPont) и Twaron® (Akzo/Acordis) из парафенилендиамина и терефталоилхлорида в растворе N-метилпирролидона/хлористого кальция.. Серийно производимые волокна Kevlar® 29, Kevlar® 49, Kevlar® 149 имеют прогрессивно высокую ориентацию полимерных молекул и обладают высокой кристалличностью, благодаря чему отличаются большим модулем упругости и прочностью до разрыва (до 260 сН/текс). Арамидные волокна не уступают по прочности стали, при этом в пять раз легче, чем сталь. Это обуславливает основное применение пара-арамидов в качестве корда для шин, а также для изготовления облегченных баллистических материалов. Сегодня существуют серии первого, второго и третьего поколения пара-арамидов. Например Kevlar® HT, имеющий на 20% большую прочность до разрыва и Kevlar® HM, обладающий на 40% большим модулем упругости, чем оригинальный Kevlar® 29, широко используются в аэрокосмической промышленности и производстве специальных композитных материалов. Как правило, пара-арамиды имеют высокие температуры стеклования около 370 °C, практически не горят и не плавятся. Температура начала карбонизации около 425 °C.Кислородный индекс (КИ) волокон Kevlar® 129 равен 30. Все пара-арамиды, однако, предрасположены к фоторазложению и нуждаются в защите от попадания прямых солнечных лучей при использовании вне помещений.

В СССР в начале 1970-х годов было разработано волокно на основе полиамидбензимидазолтерефталамида, превосходящее Кевлар по ряду показателей. Это волокно первоначально называлось Вниивлон по названию института где оно было разработано (ВНИИВ), затем название волокна изменили на СВМ. Нити и волокна СВМ гетероароматический полимер, получаемый в результате поликонденсации амина с терефталоилхлоридом, но по свойствам эти волокна близки. Аналогом волокна Кевлар по химическому составу было советское волокно Терлон, опытно-промышленный выпуск которого прекратился в начале 90-х годов. Однако из-за высокой себестоимости производство нитей и волокон СВМ в промышленности широкого распространения не получило. Проблему решили А.Т. Серков и В.Б. Глазунов, получив модифицированное волокно СВМ, названное Армосом, из изотропных прядильных растворов на производственном объединении «Химволокно» в 1985 году. Сополиамидная нить армос по модулю упругости превосходила волокно СВМ, а по прочности и разрушающему напряжению в микропластике — и СВМ и Терлон. Нить Армос получают так же как и СВМ, принципиальная схема: мономеры — поликонденсация — фильтрация — дегазация — прядение, отделка, сушка, крутка — термообработка, термовытяжка. Далее изготовление идет по двум схемам: для получения жгута нить подвергают трощению; для получения нити после крутки и термообработки она подвергается замасливанию. Так как вследствие неплавкости парополиамидов формование осуществляется из растворов 100% серной кислоте или в амидных растворителях с добавками лиофильных солей, в частности, в диметилацетамиде (ДМАА) с добавкой хлористого лития. Формование ведется по мокрому методу, часто через воздушную прослойку. Впоследствии совместно с ВНИИПВ, ВНИИСВ, а так же КБ АО «Каменскволокно» были разработаны пара-арамидные нити Русар, Русар-С, РУСЛАН.

Как и из чего сделана арамидная ткань

Ткань обладает хорошими защитными свойствами.

Материал сделан из арамидных волокон. Это полимерные образования, в которых мономеры, содержащие ароматические кольца, связаны друг с другом линейными и поперечными связями. Прочность арамидной ткани обусловлена именно поперечными связями, содержание которых достигает 85%. В ароматических структурах различают орто-, мета- и пара-положения. Арамидные волокна делают из мета-арамидов, пара-арамидов и сополимеров арамида.

Все арамидные волокна обладают повышенными защитными свойствами. Мета-арамиды отличаются особой прочностью. Пара-арамиды имеют повышенные термозащитные качества.

Арамидные ткани делают, используя следующие виды переплетения нитей:

Некоторые арамидные полотна относятся к трикотажным изделиям. Их вяжут на специальных станках из петель.

Баллистическая разновидность арамидных тканей состоит из нескольких слоев. Плетение нитей в каждом слое отличается. Иногда верхний слой делают как нетканый материал.

Виды арамидных тканей

Кевлар

Впервые арамидное волокно стало производиться в Америке в 1964 году, фирмой DuPont. Называлось оно кевлар. Его использовали в качестве укрепляющей добавки в композитных материалах. Кевларом армировали кабеля, из него изготавливали кордовые нити в автомобильных шинах. Из смешанных тканей, имеющих в своем составе кевларовое волокно, шили рабочие перчатки, которые нельзя было порезать или проколоть. Военная промышленность нашла применение кевларовому волокну в производстве бронежилетов, касок.

Кевлар способен выдержать высокие температуры, от которых он не плавится. Прочность от воздействия высоких температур уменьшается в зависимости от длительности этого воздействия. Так, если кевларовая ткань будет в продолжении 70 часов подвергаться нагреву до 250 градусов, то она потеряет половину своей прочности. Кратковременные температурные нагрузки на нее не влияют.

Тварон

Тварон по своим свойствам и применению аналогичен кевлару. Производитель – компания Тейджин Арамид, заводы которой работают в Японии и Нидерландах. Отличные сочетания прочности и небольшого веса, уникальная упругость материала, отсутствие деформаций, химическая инертность, диэлектрические и термостойкие качества дают широкий ряд возможностей его применения.

В 1970 году в СССР разработали новый синтетический материал, который по своим свойствам схож с кевларом, но отличается составом и превосходит кевлар по некоторым параметрам. Он получил название СВМ – синтетический высокопрочный материал. Российские разработки позволили получить нити второго поколения СВМ – Русар и Армос. Технология мокро-сухой формовки нитей изменила начальные механические показатели материала на несколько порядков. В таблице ниже указаны некоторые физические показатели, которые удалось улучшить.

Номекс

Из мета-арамидов самым известным является Номекс. Он был выпущен еще в 1961 году компанией DuPont. Эластичный, способный без деформаций выдерживать сверхтяжелые нагрузки, термо- и химически- стойкий материал выпускается в виде бумаги, ткани, нитей. По прочности он несколько уступает Кевлару, однако стойкость на изгиб у Номекса выше показателей Кевлара в 3 раза.

Номекс не плавится, при температуре выше 370 градусов обугливается. По рекомендациям производителей диапазон температуры эксплуатации Номекса не должен превышать 200 градусов.

Применяется для фильтрации горячих газов, в производстве фильтровальных мешков для асфальтовых смесей, спецодежды для защиты от высоких температур, в изоляции электрических кабелей и двигателей, в авиации и судостроении.

Основные свойства термостойких волокон и нитей

Арселон

Кермель

Кермель уникальная арамидная ткань, которая используется преимущественно в армейском оснащении. Производство начато более полувека назад во Франции. Волокна материала имеют блеск, а поверхность гладкая. Высокий показатель удлинения при разрыве ткани, который составляет 19 процентов, выше показателей стали. Ткань мягкая, удобная для ношения на теле. Окрашивают в нитях, поэтому цвет ткани хорошо сохраняется и не теряет яркости. Огнестойкий. Используется для производства нательного трикотажа, защитной одежды для работников горячих цехов. Также из нее делают канаты особой прочности, изолируют кабели.

Мета-арамиды

Наиболее известные в мире мета-арамиды выпускаются под торговыми марками Nomex® (DuPont), Teijinconex® (Teijin), Newstar® (Yantai Taiho). Первый значимый мета-арамид был представлен в 1961 году компанией DuPont под маркой Nomex®. Это поли м-фениленизофталамид, полученный в результате межфазной поликонденсации м-фенилендиамина и дихлорангидрида изофталевой кислоты.

Мета-арамиды обугливаются при температурах свыше 400 °C и способны выдержать короткое воздействие температур до 700 °C. Мета-арамиды преимущественно разрабатывались для защитной спецодежды пилотов истребителей, танкистов, астронавтов, а также для защиты от термических рисков в промышленности. Нетканые материалы из волокон Nomex® используются также для высокотемпературной фильтрации дымовых газов и теплоизоляции. Мета-арамиды обладают стойкостью к высоким температурам, к примеру, Nomex® при выдерживании при температуре 250 °C в течение 1000 часов сохраняет 65% прочности на разрыв. Как правило, мета-арамиды используются в защитной спецодежде от теплового излучения, однако для интенсивного теплового излучения предпочтительнее использовать Nomex® III (бленд из Nomex® и Kevlar® 29 с весовым соотношением, соответственно, 95:5). Такая композиция обеспечивает большую механическую стабильность при обугливании.Кислородный индекс (КИ) поли мета-арамида Nomex® равен 30.

В СССР для температурных применений была разработана и внедрена в производство на ПО «Химволокно» в г. Светлогорск (Белоруссия) технология полиоксадиазольного волокна «Оксалон» (Арселон). Некоторые западные компании называют это волокно «Русский Номекс». По свойствам «Арселон» аналогичен «Номексу», хотя технологии производства существенно отличаются.

В 2005 году в ООО «Лирсот» создано мета-, пара-арамидное волокно Арлана®, которое обладает химической и морфологической структурами, обеспечивающими хорошие механические свойства (удельная разрывная нагрузка 65 сН/текс), высокие значения кислородного индекса (КИ 35–37 %) и способность выдерживать длительное воздействие температур 180–200оС. В отличие от других арамидов, материалы на основе волокна Арлана® легко окрашиваются, обладают хорошими сорбционными свойствами, положительно себя зарекомендовали при использовании в огнезащитных текстильных изделиях гражданского и военного назначения, фильтрах для очистки промышленных выбросов, декоративно-отделочных материалах. Волокна Арлана® могут успешно заменить импортные материалы Nomex®, Kermel Tech® и термостойкую вискозу.

Технология получения

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

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 материала и сферы его применения

Название «арамид» – это аббревиатура английского термина «ароматический полиамид». Молекула этого вещества представляет собой длинную цепочку, в которой большинство амидных связей связаны с двумя ароматическими кольцами одновременно. Такие связи имеют очень большую энергию диссоциации, а ароматические кольца обеспечивают высокую термостабильность молекулы.

Данные свойства обуславливают два основных качества арамидной ткани:

В дополнение ко всему этот замечательный полимер имеет небольшую плотность – его кубический дециметр весит менее полутора килограммов, а цена относительно невысока (около 20 долларов за стандартную бобину нити длиной в 3 км).

Впервые эти полиамидные волокна желтого цвета были получены в 1964 году знаменитой американской химической компанией DuPont и получили название «кевлар», которое до сих пор используется как торговая марка.

Аналогичный материал, разработанный в СССР, получил название «сверхвысокопрочный материал» (СВМ), выпускается также аналогичный материал под названием «тварон».

С 1970 года начался промышленный выпуск кевлара и его использование сразу по нескольким направлениям:

Общие качества арамидных тканей

Из арамидных волокон делают несколько видов разной продукции. Многие достоинства присущи всей группе материалов.

Арамидным тканям присущи некоторые недостатки.

Разработчики продолжают усовершенствовать технологию получения волокон и материалов. Это позволяет надеяться на уменьшение количества недостатков в будущем.

Арамидные ткани незаменимы при производстве спецодежды для военных, спасателей, пожарников, металлургов. Из них делают одежду, боевую форму, бронежилеты, каски, оснащение. Благодаря этому материалу спасено большое количество человеческих жизней.

Технические характеристики арамидных тканей

Арамидные ткани отличаются по своим характеристикам от обычных. Они не горят, не плавятся. По прочности они на несколько порядков выше стали, а вес их меньше. В условиях высоких температур сохраняют свои защитные свойства, а при отрицательных значениях даже усиливают.

Линейная плотность ткани указывает на количество поперечных и продольных волокон на 1 квадратный сантиметр материала. В зависимости от вида плетения она различна. Общая плотность – отношение массы и объема. Плотность арамидных волокон невысока, вес 1 кубика с ребром в 10 см составляет чуть меньше 1.5 кг. Прочность на разрыв от 200 до 600 кг на 1 мм.

Недостатки

Из недостатков данных тканей самые серьезные это высокая стоимость, быстрое старение и зависимость от намокания в воде, которая ведет к потере механической прочности. Последние разработки производителей и новые технологии позволяют увеличить срок службы и зависимость от воды.

Арамиды разрушаются под воздействием солнечных лучей, ультрафиолет уменьшает его прочность. Поэтому предприятия, выпускающие арамидные полотна, пропитывают их специальными составами, помогающими избавиться от этих недостатков.

Литература

Как работать с арамидными тканями

Столь прочный материал требует специального инструмента для работы с ним. Композитные пластики на основе арамидных добавок и плотные утолщенные ткани раскраивают с помощью лазера или алмазного режущего инструмента – дисковых пил и кольцевых сверл с напылением. При пошиве одежды из арамидных тканей, раскрой можно сделать с помощью ножниц. Только ножницы эти должны быть специальные, именно для работы с волокнами арамида.

Эти ножницы отличаются от обычных специальным усиливающим покрытием лезвий и наличием микрозубцов на одном из них. Покрытие стойкое к химическим соединениям, не реагирует на ультрафиолетовое излучение и обеспечивает защиту лезвий от абразивного износа. Состав покрытия обеспечивает хорошее скольжение и ножницы легко и плавно режут прочный материал.

Сшивают арамидные ткани кевларовыми нитками, имеющие высокие прочностные и огнестойкие характеристики. Для машинной строчки подбирают иглы размером 140-160, но не обычные, а те, что используют при шитье трикотажа, кожи или джинсы. Для ручного шитья необходимо выбирать прочные иглы из закаленной стали. Чтобы предотвратить осыпание краев, их можно защитить клеевой лентой – обжечь не получится, поскольку материал не плавится.

Свойства арамидных волокон поражают воображение. Но природа удивляет нас еще больше. Так, к примеру, нить, которую прядет золотой паук, превышает прочность арамидных нитей. А в Израиле ученые разработали наноматериал органического происхождения, который по своей структуре напоминает бляшки в мозге больных Альцгеймером. Невероятные возможности нового материала открывают безграничные возможности применения.

Источник