Υφάσματα από ίνες αραμιδίου

Η ίνα αραμιδίου, πλήρως γνωστή ως "τερεφθαλαμίδιο πολυφαινυλενίου", έχει εξαιρετικές ιδιότητες όπως εξαιρετικά υψηλή αντοχή, υψηλό συντελεστή, αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, αντίσταση στα οξέα, αντίσταση στα αλκάλια, μικρό βάρος κ.λπ. Η ίνα αραμιδίου αναπτύχθηκε με επιτυχία και διατέθηκε στο εμπόριο από την DuPont Kevlar Fabrics τη δεκαετία του 1960. Επομένως, πριν από την εμφάνιση των ινών άνθρακα, οι ίνες Aramid κατείχαν πάντα την αγορά ινών υψηλής απόδοσης.

1/ Υψηλή αντοχή σε κρούση και αντοχή σε ρωγμές

Η ίνα αραμιδίου έχει εξαιρετική αντοχή στην κρούση και επειδή είναι σκληρή και μπορεί να απορροφήσει πολλή ενέργεια, δεν θα σπάσει υπό πίεση. Χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή πανοπλιών για αλεξίσφαιρα γιλέκα, πλοία, καγιάκ και εξαρτήματα στρατιωτικών οχημάτων. Η αντίσταση κρούσης του σύνθετου υλικού από ίνες αραμιδίου είναι 5 φορές μεγαλύτερη από αυτή του σύνθετου υλικού από ανθρακονήματα (μετρούμενη με τη μέθοδο κρούσης με σφυρί σταγόνας). Αυτή η εξαιρετική ικανότητα κατά της πρόσκρουσης ή κατά της σφαίρας προκαλείται από το σχηματισμό μακριών ατομικών αλυσίδων με δομή αραμιδίου.

Λόγω της εξαιρετικής αντοχής στην κρούση, η ίνα αραμιδίου χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή αλεξίσφαιρων γιλέκων και υλικών θωράκισης δεξαμενών για στρατιωτικούς σκοπούς. Το αλεξίσφαιρο γιλέκο κατασκευάζεται συνήθως από δεκάδες στρώματα αραμιδίου (όπως το Kevlar), και περιλαμβάνει μια κεραμική πλάκα ανάμεσα στα δύο στρώματα. Το προστατευτικό κάλυμμα που χρησιμοποιείται από ορισμένα τεθωρακισμένα οχήματα (όπως το αμερικανικό τανκ M1) είναι κατασκευασμένο από χάλυβα αραμιδικού χάλυβα, το οποίο μπορεί να αντισταθεί σε πυραύλους κατά των αρμάτων διαμέτρου 700 mm.

2／ Χαμηλή πυκνότητα/χαμηλό βάρος

Η ίνα αραμιδίου έχει πολύ χαμηλό βάρος, γεγονός που αποτελεί πλεονέκτημα στην κατασκευή σύνθετων υλικών. Αν και τα σύνθετα υλικά από ίνες άνθρακα θεωρούνται πολύ ελαφριά, τα σύνθετα υλικά από ίνες αραμιδίου είναι περίπου 20 τοις εκατό ελαφρύτερα από τα σύνθετα υλικά από ίνες άνθρακα. Η χρήση υφάσματος αραμιδίου σε σύνθετα υλικά μπορεί να αυξήσει την αντοχή στην κρούση και την αντοχή στη φθορά και να μειώσει το βάρος των σύνθετων εξαρτημάτων.

Η πυκνότητα της ίνας αραμιδίου είναι περίπου 1,45 g/cm³, η πυκνότητα του σύνθετου αραμιδίου/εποξειδικού υλικού είναι περίπου 1,3 g/cm³. Ο υπολογισμός βασίζεται σε εποξειδική ρητίνη και σκληρυντικό παράγοντα~1,1g/cm³ και στην προηγμένη τεχνολογία που χρησιμοποιείται στην παραγωγή σύνθετων υλικών, δηλαδή σε αυτόκαυστο prepreg. Η πυκνότητα των σύνθετων ινών από ανθρακονήματα, τα οποία γενικά θεωρούνται πολύ ελαφριά, είναι κοντά στο 1,55 g/cm ³, Γενικά, τα σύνθετα υλικά από ίνες αραμιδίου είναι 20 τοις εκατό ελαφρύτερα από τα σύνθετα υλικά από ίνες άνθρακα.

Πώς να συγκρίνετε το βάρος των σύνθετων ινών αραμιδίου και των μετάλλων; 2,7 g/cm για το αλουμίνιο ³, 4,5 g/cm για το τιτάνιο ³, 7,9 g/cm για τον χάλυβα ³, Επομένως, τα σύνθετα υλικά από ίνες αραμιδίου είναι 2 φορές ελαφρύτερα από το αλουμίνιο, 3 ή 4 φορές ελαφρύτερα από το τιτάνιο και 6 φορές ελαφρύτερα από το χάλυβα .

3／ Μέτρια ακαμψία, μεταξύ ινών γυαλιού και ινών άνθρακα

Τα σύνθετα υλικά από ίνες αραμιδίου έχουν υψηλότερη ακαμψία από τα σύνθετα υλικά από ίνες γυαλιού, αλλά επίσης σημαντικά χαμηλότερη από τα σύνθετα υλικά από ίνες άνθρακα. Οι ίνες αραμιδίου είναι παρόμοιες με τις ίνες άνθρακα. Υπάρχουν πολλοί τύποι ινών, συμπεριλαμβανομένων των τυπικών, μεσαίου και υψηλού συντελεστή ινών, οι οποίες μπορούν να παρέχουν διαφορετική ακαμψία και αντοχή.

Η ακαμψία των διαφόρων τύπων ινών έχει ως εξής:

Ύφασμα από ίνες γυαλιού - από 72 GPa (τυπικό E-glass) έως 87 GPa (υάλινο ύφασμα ενισχυμένο με S).

Ύφασμα από ανθρακονήματα - από 230GPa (Toray T300) έως 588GPa (βαθμός Toray HM M60J).

Αραμιδικό ύφασμα - από 96GPa (Kevlar 129 για τυπικό αραμίδιο) έως 186GPa (Kevlar 149 για αεροσκάφη/αεροπορική βιομηχανία).

Συμπερασματικά, η ακαμψία των σύνθετων υλικών αραμιδίου από τυπικά υφάσματα είναι 30-40 τοις εκατό υψηλότερη από αυτή των σύνθετων ινών υάλου και 50 τοις εκατό χαμηλότερη από εκείνη των σύνθετων ινών άνθρακα

4/ Αντοχή στην τριβή

Τα σύνθετα υλικά από ίνες αραμιδίου έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε εξαρτήματα που είναι επιρρεπή στη φθορά, όπως οι πλάκες ολίσθησης για την προστασία των αγωνιστικών κινητήρων. Το Aramid χρησιμοποιείται συνήθως στη βιομηχανία εξόρυξης (όπως η βιομηχανία εξόρυξης) για να ενισχύσει τον ελαστικό ιμάντα της μεταφορικής ταινίας και να εξασφαλίσει υψηλότερη αντοχή και αντοχή στη φθορά. Σύμφωνα με τον κατασκευαστή του Kevlar, η αντοχή στη φθορά μπορεί να βελτιωθεί κατά 50-70 τοις εκατό μετά την ενίσχυση. Εξαιτίας αυτών των χαρακτηριστικών, το υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σύνθετα υλικά και ρούχα εργασίας, όπως γάντια ασφαλείας ανθεκτικά στην κοπή χρησιμοποιώντας υφάσματα αραμιδίου, όπως Twaron ή Kevlar.

5/ Χαμηλή διηλεκτρική σταθερά

Η διηλεκτρική σταθερά του σύνθετου υλικού από ίνες αραμιδίου είναι τόσο χαμηλή όσο ~ 3,85 (10 GHz), εξασφαλίζοντας την καλή απόδοση και την ισχύ του προστατευτικού καλύμματος/ραδόμου αραμιδίου που διαπερνά το σήμα. Αυτή η κεραία χρησιμοποιείται ευρέως για στρατιωτικούς σκοπούς, όπως σε στρατιωτικά αεροσκάφη.

Αραμιδική ίνα που χρησιμοποιείται σε στρατιωτικό radome

Το σύνθετο περίβλημα/ράδιο από ίνες αραμιδίου μπορεί να προστατεύσει την κεραία από ζημιές και να εξασφαλίσει καλή απόδοση σήματος. Αντίθετα, τα σύνθετα υλικά ινών E-glass παρέχουν διαπερατότητα που αντιστοιχεί σε 6,1 (10 GHz), με αποτέλεσμα τη μείωση της ισχύος και της απόδοσης του σήματος της κεραίας κατά 60%. Εκτός από την ίνα αραμιδίου, χρησιμοποιείται επίσης ίνα χαλαζία και η διηλεκτρική σταθερά της είναι 3,78 (10 GHz).

6/ Άλλα χαρακτηριστικά

Η ίνα αραμιδίου έχει χαμηλά χαρακτηριστικά θερμικής διαστολής, η οποία είναι πολύ σταθερή σε υψηλές θερμοκρασίες, σχεδόν μηδενική. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής είναι ελαφρώς αρνητικός, ισοδύναμος με (- 2,4 x 10 ⁻ 6/ βαθμός C). Η ίνα αραμιδίου είναι καλός μονωτής και δεν μεταφέρει ηλεκτρισμό.

Μια ειδική ιδιότητα των σύνθετων ινών αραμιδίου σχετίζεται με την απορρόφηση κραδασμών, επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή εξαρτημάτων που φέρουν κραδασμούς, όπως δομικά στοιχεία αεροσκαφών.

Το Aramid μπορεί να πλέξει με ανθρακονήματα ή υαλοβάμβακα για να σχηματίσει ύφασμα αραμιδίου από ανθρακονήματα ή υφάσματα αραμιδίου από fiberglass που μπορούν να μεγιστοποιήσουν τα πλεονεκτήματα 2 τύπων ινών.

Δημοφιλείς Ετικέτες: υφάσματα από ίνες αραμιδίου