Арамид – химическое волокно, отличающееся высокими показаниями прочности, стойкостью к высоким температурам, и упругостью. Также имеют повышенную стойкость к воздействию различных химических реагентов. Используется как добавка в композитные материалы и в производстве высокопрочных тканей. Название арамид они получили от английской аббревиатуры слов ароматический полиамид. Высокая прочность материала обеспечивается тем, что молекулы этого вещества имеют одинаковую направленность.
Современный рынок предлагает 3 основных типа арамидных волокон. Они представлены в таблице.
Тип волокна | Характерные представители | Исходное вещество |
Пара-арамиды | Тварон, кевлар, СВМ, терлон | парафенилендиамин и терефталоилхлорид |
Мета-арамиды | Номекс, арселон | метафенилендиамин и дихлорангидрид изофталевой кислоты |
Сополимеры арамидов | Кермель | Полиамид-имид мета-арамидов |
Для мета-арамидов особо характерны высокие прочностные показатели, а пара-арамиды обладают повышенной термостойкостью. Производители текстиля успешно используют эти качества арамидных волокон для выпуска тканей с уникальными защитными свойствами. Арамидное волокно может поставляться в виде порошка, пряжи и тканей.
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.
СВМ
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.
Показатели | Значения |
Удельная нагрузка нити на разрыв, сн/текс | 240-290 |
Модуль упругости, ГПа | 140-180 |
Удлинение при разрыве, % | 2,6-2.0 |
Число кручений на 1 м нити | 50-100 |
Прочность нити ГПа | 4,5-5,5 |
Кислородный индекс, % | 28-40 |
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
Волокна(нити) | Плотность, г/см5 | Модуль деформации, ГПа | Прочность, сН/текс | Удлинение при разрыве, % | Сохранение прочности, % | Влажность при нормальных условиях, % | |
При 300оС | После нагрева при 300оС/100ч | ||||||
м-Арзмидные волокна (фенилом, «смете, конекс) | 1.37—1.38 | 8-20 | 40-50 | 15—30 | 40-50 | 60-70 | 4—5 |
Полиамидоимидные волокна (гермель) | 1.34-1.35 | 5-9 | 35-60 | 10-25 | — | — | 3-3.5 |
Полиимидныеволокио/нить (аримид кантон, Р-84) | 1.41—1.45 | 9-15 | 40-45 50 — 80 | 15-20 6 — 12 | 50-60 | 70-80 85 — 90 | 3 — 6 |
Полибензимидазольные волокна (P8I) | 1.40—1.41 | 7-15 | 30-40 | 10-20 | 60-80 | 40-345 | 10-15 |
Полиамидобензимидазольные волокна | 1,43—1,45 | — | 30-45 | 20—30 | — | — | 12—15 |
Полиоксазольные волокно/нить (океаном) | 1.42—1.44 | 5-25 30-40 | 25-40 40-60 | 6-10 4-8 | 40-60 | 75-95 60-85 | 6-10 3-5 |
Полулестничные нити (ВВ8, лола) | 1.4—1.5 | 30—45 | 35-45 | 3-6 | 65-80 | 95—100 | 3-6 |
Дегидрированные полиакрилонитрильные волокна | 1.37—1.4 | 7-10 | 20-25 | 15-22 | — | — | — |
Арселон
Российский аналог Номекса – Арселон – начали выпускать в СССР в г. Светлогорск в семидесятых годах прошлого века. После развала союза предприятие отошло к Беларуси, где производство сохранено до наших дней. Пряжа, техническая ткань , нити и волокна Арселон могут работать при +250оС, а кратковременно способны выдержать +400оС. По долговечности превышает брезентовую ткань. Эластичный, легкий, химически устойчивый, не плавится и не горит. Хороший диэлектрик. Используется в производстве спецодежды для металлургов, сварщиков, пожарных. Терморукавицы из арселона самые надежные. Из композитных материалов с арселоном выполняют обивку салонов самолетов и отделку вагонов в поездах.
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.
Строение арамидных тканей
От структуры полотна и физических характеристик материала зависит качество ткани. Важное значение имеет плотность переплетения, направление нитей, количество слоев. Из арамидных нитей ткани можно изготавливать на ткацких станках. В их производстве применяют следующие плетения нитей:
- полотняное
- атласное
- саржевое
- вафельное
- трикотажное
Для увеличения защитных свойств ткани, особенно баллистических, используют многослойное строение. При этом направление нитей в каждом слое разное, а верхние слои зачастую изготовлены нетканым способом.
Производство кевларовой ткани
Кевлар – чистейший полимер, получаемый с помощью поликонденсации в специальном растворе при низких температурах. В раствор хлористого кальция и метил-пирролидона добавляются реагенты, которые выделяют особое вещество с качествами жидких кристаллов.
Внешне они представляют собой гель или крошку, которую промывают и просушивают. Далее, пропуская получившийся полимер через фильеры, формируются нити или волокна, которые повторно направляются в осадительную ванну, промывают и снова высушиваются.
Производство кевлара – дорогостоящий процесс, т.к. возникают трудности с использованием серной кислоты, необходимой в процессе синтеза и образования волокон кевларовой ткани.
Свойства кевларовой ткани
Кевларовые нити обладают прочной структурой, которая по крепости превышает сталь в 5 раз, по жесткости кевлар может сравниться со стекловолокном.
Кевлар, не смотря на свое химическое происхождение, абсолютно безопасен для здоровья человека, устойчив к перепадам температур и сохраняет свои свойства в самых сложных условиях, не возгорается и не плавится.
Кевларовая ткань не боится воздействия органических растворителей, устойчива к коррозии. Под воздействием низких температур кевларовая ткань не только не портиться, но становится еще прочнее.
Изделия из кевларовых тканей защищают от ударов и порезов. Не смотря на все достоинства этого материала, есть у него и слабые стороны. А именно — под воздействием солнечных лучей и влаги структура ткани разрушается, волокна становятся менее прочными и теряют свои свойства.
Некоторые производители покрывают изделия из кевлара специальным оберегающим слоем, позволяя свести к минимуму и этот недостаток.
Применение кевлара
Как упоминалось выше, целью разработчиков было создание легкого, но в то же время прочного материала, который смог бы заменить тяжелую сталь при производстве шин.
Позднее, благодаря великолепным свойствам кевлара его начали использовать при пошиве одежды, спецовок, военной формы и т.д.
Броня
Кевлар является известным компонентом для производства средств личной брони и защиты. Боевые шлемы, баллистические маски для защиты лица и бронежилеты выполнены с применением кевлара.
Вооруженные силы различных стран применяют кевлар для создания пуленепробиваемых масок и подшлемников для экипажей бронетанковой техники.
Прочность кевлара настолько велика, что его применяют в качестве брони для авианосцев класса «Нимиц».
В гражданской сфере свойства кевлара используются при создании снаряжения для защиты работников органов экстренного реагирования. Бронежилеты сотрудников полиции, частных охранных предприятий и бойцов спецназа выполнены также из кевлара.
Спортивный инвентарь
Кевлар используется для обкладки велосипедных шип, что повышает их устойчивость к проколам. Также волокна кевлара применяются для увеличения отскока теннисных ракеток и уменьшения их веса.
В мотоспорте кевлар используется для производства безопасной одежды для спортсменов-мотоциклистов, укрепления элементов в области плеч и локтей.
Свойства кевлара с успехом нашли применение в других видах спорта – создания курток, брюк, элементов масок в фехтовании, в японской искусстве стрельбы из лука Кюдо для укрепления тетивы, для повышения производительности в парусах для гоночных лодок и т.д.
Музыкальные инструменты
Кевлар имеет отличные акустические свойства, которые нашли применение при создании диффузоров акустических динамиков для передачи низких и средних частот.
Кевлар используется в качестве основы в струнах для струнных инструментов. Струны из кевлара становятся более прочными, гибкими и стабильными к температурным скачкам.
Другие сферы применения
Благодаря своим физическим свойствам кевлар применяется как армирующее волокно, позволяя делать детали более легкими и прочными. Кевларовое волокно используют для укрепления кабелей, что защищает провода от растяжения и обрыва.
Возможность комбинирования кевлара с другими полимерами путем химической реакции позволяет создать более совершенные материалы, применяемые в специфических областях.
Как пример, карбон-кевлар, который отличается высокой термостойкостью и легкостью и применяется для строительства корпусов высокоскоростных лодок.
Уход за кевларовой тканью
Ухаживать за изделиями из кевлара не сложно, при этом нужно учитывать недостатки этого полимера, а именно:
- не подвергать изделия воздействию высоких температур – при повышении температуры до 150С волокна теряют прочность;
- не стирать изделия слишком часто – на практике их не стирают вообще, так как кевлар боится воды. В некоторых ситуациях, когда изделия применяются в сложных природных условиях необходимо ограничить их соприкосновение с водой;
- не использовать для очистки изделий химические реагенты – реакция между полимером и другими химическими компонентами может быть непредсказуемой;
- не подвергать изделия воздействию солнечных лучей – это основной недостаток арамидных волокон, под воздействием ультрафиолета прочность кевларовых волокон снижается. При длительном воздействии солнечных лучей изделия из кевлара просто «рассыпаются».
Другие виды арамидных тканей
Помимо кевлара современная химическая промышленность разработана другие виды арамидных тканей.
По свойствам и характеристикам аналогичен кевлару. Тварон был разработан компанией Тейджин Арамид, заводы которой расположены в Японии и Нидерландах. Ткань отличается высокой прочностью, небольшим весом, химической нейтральностью, термостойкостью, диэлектрическими свойствами и т.д. Но основное преимущество тварона заключается в отсутствии деформации даже в самых сложных условиях эксплуатации.
Арамидная ткань, разработанная в 1970 году в СССР. Этот синтетический материал по свойствам схож с кевларом, но превосходит его по составу и некоторым параметрам. Аббревиатура СВМ расшифровывается как синтетический высокопрочный материал. Позднее на основе СВМ были разработаны нити второго поколения – Русар и Армос.
Новые арамидные волокна превосходят кевлар по следующим показателям – удлинение при разрыве, удельная нагрузка нити на разрыв, прочность нити и т.д.
Номекс — разработка известной компании DuPont и относится к категории мета-арамидов. Номекс по прочности уступает кевлару, однако, стойкость к изгибу у номекса в 3 раза выше, чем у других арамидных тканей.
Номекс используется в авиации и судостроении, для изоляции кабелей и двигателей, в изделиях, подвергаемых воздействию высоких температур и т.д.
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.
СВМ
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
Волокна(нити) | Плотность, г/см 5 | Модуль деформации, ГПа | Прочность, сН/текс | Удлинение при разрыве, % | Сохранение прочности, % | Влажность при нормальных условиях, % | |
При 300 о С | После нагрева при 300 о С/100ч | ||||||
м-Арзмидные волокна (фенилом, «смете, конекс) | 1.37-1.38 | 8-20 | 40-50 | 15-30 | 40-50 | 60-70 | 4-5 |
Полиамидоимидные волокна (гермель) | 1.34-1.35 | 5-9 | 35-60 | 10-25 | — | — | 3-3.5 |
Полиимидныеволокио/нить (аримид кантон, Р-84) | 1.41-1.45 | 9-15 | 40-45 50 — 80 | 15-20 6 — 12 | 50-60 | 70-80 85 — 90 | 3 — 6 |
Полибензимидазольные волокна (P8I) | 1.40-1.41 | 7-15 | 30-40 | 10-20 | 60-80 | 40-345 | 10-15 |
Полиамидобензимидазольные волокна | 1,43-1,45 | — | 30-45 | 20-30 | — | — | 12-15 |
Полиоксазольные волокно/нить (океаном) | 1.42-1.44 | 5-25 30-40 | 25-40 40-60 | 6-10 4-8 | 40-60 | 75-95 60-85 | 6-10 3-5 |
Полулестничные нити (ВВ8, лола) | 1.4-1.5 | 30-45 | 35-45 | 3-6 | 65-80 | 95-100 | 3-6 |
Дегидрированные полиакрилонитрильные волокна | 1.37-1.4 | 7-10 | 20-25 | 15-22 | — | — | — |
Российский аналог Номекса – Арселон – начали выпускать в СССР в г. Светлогорск в семидесятых годах прошлого века. После развала союза предприятие отошло к Беларуси, где производство сохранено до наших дней. Пряжа, техническая ткань, нити и волокна Арселон могут работать при +250 о С, а кратковременно способны выдержать +400 о С. По долговечности превышает брезентовую ткань. Эластичный, легкий, химически устойчивый, не плавится и не горит. Хороший диэлектрик. Используется в производстве спецодежды для металлургов, сварщиков, пожарных. Терморукавицы из арселона самые надежные. Из композитных материалов с арселоном выполняют обивку салонов самолетов и отделку вагонов в поездах.
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.
Строение арамидных тканей
От структуры полотна и физических характеристик материала зависит качество ткани. Важное значение имеет плотность переплетения, направление нитей, количество слоев. Из арамидных нитей ткани можно изготавливать на ткацких станках. В их производстве применяют следующие плетения нитей:
- полотняное
- атласное
- саржевое
- вафельное
- трикотажное
Для увеличения защитных свойств ткани, особенно баллистических, используют многослойное строение. При этом направление нитей в каждом слое разное, а верхние слои зачастую изготовлены нетканым способом.
Немного истории
Арамидное волокно впервые было создано химиком американской компании DuPont в 1964 году. Изначально полученный материал был назван кевлар. Теперь это одна из ведущих торговых марок. Схожий по свойствам материал был изготовлен и в СССР. Его название СВМ — сверхвысокопрочный материал. Спустя некоторое время появился продукт тварон.
Начиная с 1970 года кевларовая ткань стала производиться в промышленных масштабах.
Свойства материала
Арамидная ткань обладает уникальными свойствами. Молекулы данного материала представляют собой длинные цепочки. В ней большинство амидных связей скреплены одновременно с несколькими ароматическими кольцами. Это главное достоинство арамидной ткани. Ведь такие соединения имеют достаточно большую энергию диссоциации. При этом ароматические кольца обеспечивают высокие показатели термостабильности молекул.
Среди свойств такого материала стоит выделить:
Сферы применения ткани
Арамидная ткань сегодня используется для изготовления:
- Защитных приспособлений и одежды для металлургов, сварщиков и пожарных. Благодаря уникальным свойствам, полотно оберегает кожные покровы рабочих от воздействия высокой температуры, попадания расплавленного металла, искр, а также от открытого огня.
- Средства защиты и одежды для сотрудников многих силовых структур и военных.
- Взрывоукрывательных тентов и прочего оборудования.
Стоимость костюма из такой ткани зависит от конструкции и вида материала. Цена самого дешевого составляет 250 долларов. Однако, как показали исследования, лучше всего человека защищает костюм, в котором сочетаются слои пластика и арамидной ткани.
Как ухаживать за такой тканью
Изделия из арамидной ткани при необходимости можно постирать. Такой материал не дает усадки. Однако многочисленные исследования показали, что в результате многократных стирок, воздействия прямых солнечных и ультрафиолетовых лучей основные свойства ткани ухудшаются, она начинает терять свою прочность.
Специалисты не рекомендуют удалять пятна с поверхности такого материала при помощи отбеливателей, а также средств, предназначенных для химической чистки. Они ухудшают прочность арамидной ткани. Подобного недостатка лишен материал, который имеет водостойкое покрытие. В других же случаях стирать изделия из кевлара стоит с особой осторожностью.
Первые арамидные волокна появились в середине 60-х годов и сразу вызвали большой интерес среди производственников. Их уникальные свойства (высокая прочность при сравнительно низком весе, способность выдержать высокие температуры и т.п.) позволили создать такие уникальные продукты, как:
- подвесные диэлектрические оптические кабели (используются в основном высокомодульные арамидные нити);
- лёгкие бронежилеты и каски;
- безасбестные тормозные колодки;
- неметаллические ремни газораспределения в автомобилях (ГРМ);
- лёгкие шины для спортивных машин и т. п.
Арамидное волокно производят много стран: Южная Корея, США, Голландия, Япония, Китай, Франция и т. д. Однако важнейшим свойством производств, особенно высокомодульных нитей, является способность так построить свой технологический процесс, чтобы можно было достичь цены, приемлемой в кабельной индустрии.
Это достигается только применением специальных реакторных установок, которые в настоящее время есть только в трёх странах в трёх компаниях: в США, в Голландии (у компании, принадлежащей японскому владельцу) и в Южной Корее. Отличительная черта таких производителей — производство более 5 000 тонн арамидных нитей в год. Инвестиции в одну такую установку приближаются к одному миллиарду долларов.
Так, например, в России и Белоруссии есть несколько производственных площадок, выпускающих арамидные нити по 100-400 тонн в год фактически в условиях пилотных или лабораторных производств. Цена на эти нити начинается от 500 долларов за килограмм, но может достигать и 800 и 900 долларов. Цена же импортных высокомодульных нитей, используемых, например, в кабельной индустрии, не превышает 40 долларов за килограмм.
Кстати, именно из-за такой разницы в цене бронежилет российского производства (где запрещены к применению импортные арамидные нити) стоит 180 тысяч рублей (6 тысяч долларов), тогда как аналогичный по свойствам жилет американского производства стоит 500 долларов.
В настоящее время 50% арамидных волокон, производящихся в мире, используется в кабельной индустрии для создания подвесных диэлектрических кабелей, которые известны под английской аббревиатурой ADSS (All Dielectric Self Supporting).
В России представлены все главнейшие производители арамидных нитей. Крупнейшим поставщиком нитей для оптических кабелей является южнокорейская компания Колон, с долей рынка более половины.
Индустрия высокомодульных арамидных нитей для оптических кабелей переживает подъём. Это связано с возрастающим спросом на во всем мире, а также на возрастающие потребности сетей доступа (FTTH).
Для того чтобы удовлетворить потребности заказчиков, концерны-производители разрабатывают и улучшают свои технологические процессы. Так компания Колон — ведущий поставщик арамидных нитей для ADSS кабелей в России — в 2013 году провела модернизацию производственных процессов по трём направлениям.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕРЛЕЙСНИГА
При производстве тяжёлых нитей (плотностью более 6000 dtex) приходится использовать совмещение нитей более низких плотностей (1500 dtex и 3000 dtex) и совмещать их в последующем технологическом процессе
в более плотные нити. При таком процессе предполагается, что силы межмолекулярного сцепления будут удерживать параллельные пряди друг с другом.
Однако при совмещении параллельных прядей не всегда достаточно сил межмолекулярного сцепления. Это приводит к распадению тяжелых нитей на базовые (при сильных вибрациях, особенно на старых массивных серверах при разгоне их до 100 и более оборотов в минуту), что, в свою очередь, может приводить к обрыву нити.
Во избежание этого компания Колон внедрила процесс переплетения базовых нитей сжатым воздухом, называемый по-английски интерлейсингом (interlacing). Нить без интерлейсинга может распадаться на базовые нити. Нить с интерлейсингом производства Колона на базовые нити не распадается.
Применение процесса интерлейсинга позволяет существенно повысить скорость кабельного оборудования.
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:
- чрезвычайно высокую прочность (до 600 кг на квадратный миллиметр при разрыве, что в пять раз прочнее, чем сталь);
- высокую термическую стойкость. Этот материал не плавится, а разрушение его структуры начинается при температуре свыше 500°. Арамид выносит соприкосновение с открытым огнем до 50 сек, при этом он не загорается и не тлеет, хотя прочность его при этом уменьшается.
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:
- Прежде всего, его применяли как армирующий материал для шин, волокно для сверхпрочных строп и тросов.
- Армирующие волокна входили в состав композитов для авиастроения и космической отрасли, элитных автомобилей и быстроходных яхт, оптоволоконной продукции, особо прочных деталей, высокоскоростных маховиков, камер внутреннего давления и т.д.
- Высокой прочностью кевлара заинтересовались военные. На его основе были созданы пуленепробиваемые каски и жилеты, высокая цена которых оправдывалась спасенными ими человеческими жизнями.
- Это волокно используют также для спортивного инвентаря, музыкальных инструментов, моделирования, бытовой техники и др.
Арамид как костюмная ткань: стоимость и характеристики
Особой областью использования арамидов является создание ткани на их основе:
- Эти волокна, в отличие от углеродных и стеклянных, обладают большим модулем упругости.
- Их можно ткать на обычном ткацком оборудовании в виде любого переплетения – полотняного, саржевого, сатинового — и красить в любой цвет.
- При этом арамидная ткань обладает повышенной стойкостью к разрыву, действию открытого огня и высоких температур, химических растворителей и нефтепродуктов.
Арамидные волокна не деформируются под нагрузкой, хотя их прочность может уменьшиться вследствие скручивания. Минимальная цена ткани составляет около 30 долларов за квадратный метр.
Сделанный из арамида костюм надежно защитит его владельца от агрессивных внешних воздействий, а покрытие из этого материала обеспечит изоляцию помещений и оборудования от огня и высоких температур. Из арамидной ткани изготавливают:
- одежду и защитные приспособления для пожарных, сварщиков, металлургов, защищающую от огня, искр, расплавленного металла, высоких температур;
- спецодежду для работников предприятий нефтехимической, стеклянной, керамической и других отраслей;
- одежду и средства защиты для военных и сотрудников силовых структур;
- взрывоукрывные тенты и другое оборудование.
В зависимости от вида ткани и конструкции, цена, которую придется уплатить за костюм из арамида, начинается от 250 долларов.
Для более экстремальных ситуаций предназначены ткани с использованием специализированных покрытий:
- Особым образом обработанная гладкая поверхность кевлара не загорается и не тлеет даже после длительного контакта с открытым пламенем. Металлизированное покрытие, нанесенное на костюм, обеспечивает дополнительное теплоотражение, защищает от инфракрасного излучения, обеспечивает скатывание с поверхности капель расплавленного металла.
- Специализированное огнестойкое полимерное покрытие защищает не только от огня, но и от ультрафиолета.
- Особая конструкция применяется для индивидуальных баллистических защитных средств (жилеты и трусы).
Исследования показали, что наилучшую защиту обеспечивает костюм, в котором сочетаются слои арамидной ткани и пластика.
Более легкие защитные средства изготовляют на основе ткани, дополнительно армированной волокном.
Хитрости производства
Продолжаем разбираться, что такое рип-стоп (ткань). Это материал, имеющий особую схему плетения нитей, что делает его таким прочным. По схеме армирующие нити на одинаковом расстоянии (5-8 мм) проходят перекрестно через основу. В объеме усиливающие волокна больше, чем несущие, поэтому готовое полотно приобретает узор в клеточку.
Таким изделиям комфорт в носке обеспечивается хлопковой оплеткой, которая приятная на ощупь. Нанесена она поверх армирующей синтетики.
Смесовый рип-стоп часто покрывается пропитками, имеющими определенное назначение. Они могут быть:
- Водоотталкивающими.
- Маслоотталкивающими.
- Морозостойкими.
- Кислотостойкими.
- Грязеотталкивающими.
Во время производства текстиля рип-стоп чаще всего используют такие дополнительные волокна:
- Арамидные, тефлоновые (огнестойкие) или силиконовые.
- Кевларовые, которые повышают прочность.
- Антистатические — избавляют от статического электричества.
Область применения
Используется полотно рип-стоп при создании изделий для таких сфер деятельности:
- Промышленной.
- Военной.
- Спортивной.
- Медицинской.
- Развлекательной.
- Туристической.
Вам будет интересно: Соединение трубопровода: способы, детали, требования, контроль, ГОСТ
Более жесткий и плотный тип этого текстиля востребован при создании снаряжения особенного назначения, спецодежды (узкопрофильной). Легкие и мягкие разновидности — для пошива одежды и других вещей, пригодных в быту.
Производят из материала следующее:
- Офисную форму и экипировку для военнослужащих, пожарников, сотрудников МЧС, медперсонала.
- Боевые и армейские бронежилеты, оружейные чехлы и подобные покрытия для защиты.
- Горнолыжные костюмы (штаны, шорты, куртки, комбинезоны), спортивную одежду.
- Туристическое снаряжение (спальные мешки, палатки), рюкзаки и сумки.
- Всевозможные тенты (коммерческие, туристические, бытовые).
- Чехлы для телефонов и других гаджетов.
- Паруса для кайтов, парапланов, яхт.
- Полотна для воздушных шаров, парашютов.
- Знамена, флаги, ламбрекены и прочее.
Чтобы придать большую прочность и улучшить фактурный вид изделия, используют разновидность ткани рип-стоп — «оксфорд». Она изготавливается с водоотталкивающими покрытиями PU или PVC, обеспечивающими водонепроницаемость и препятствующими накоплению между волокнами ткани грязи.
Рекомендации по уходу
Рип-стоп достаточно удобный в эксплуатации вид ткани. Однако некоторые определенные указания к использованию имеет каждая разновидность. Поэтому необходимо всегда изучать инструкцию, указанную на ярлыке изделия.
К общим пожеланиям по уходу за материалом можно отнести:
В данной статье мы рассмотрели, что это такое — ткань рип-стоп. Данная ткань является износостойкой и прочной. Опираясь на отзывы потребителей, можно сказать, что недостатков данный материал не имеет.
Источник
Кевлар, стоимость кевлара, производство кевлара
Кевлар
(англ. Kevlar) — торговая марка пара-арамидного (полипарафенилен-терефталамид) волокна, выпускаемого фирмой DuPont. Кевлар обладает высокой прочностью (в пять раз прочнее стали, предел прочности 3620 МПа). Впервые кевлар был получен группой Стефани Кволек в 1964, технология производства разработана в 1965 году, с начала 1970-x годов начато коммерческое производство.
Для пара-арамидного волокна характерна высокая механическая прочность. В зависимости от марки, разрывная прочность волокна может колебаться от 280 до 550 кг/мм² (у стали, для сравнения, этот параметр находится в пределах 50–150 кг/мм².
Лишь самые высокопрочные сорта стали со специальной обработкой приближаются по прочности к наименее прочным сортам арамида).
Такая высокая прочность сочетается с относительно малой плотностью — 1400–1500 кг/м³ (плотность чистой воды 1000 кг/м³, плотность стали порядка 7800 кг/м³).
Теги: Кевлар, стоимость кевлара, производство кевлара, кевлар цена,производитель кевлара, военные типа кевлара, баллистические кевлар,пулестойкость кевлара, защитные свойства кевлара
Арамид ( кевлар ) применяется, как в чистом виде волокна и ткани, так и в композиционных материалах на основе различных смол. Синтетическое волокно арамида обладает высочайшей прочностью (разрывная прочность 250-600 кг/мм кв) при малой плотности 1400-1500 кг/м куб, высоким сопротивлениям ударам и динамическим нагрузкам при таких уникальных характеристиках волокно обладает высокой термической стойкостью, способно работать при высоких температурах и считается трудно горючим . В композиционных материалах арамид применяют, как армирующий материал, такие композиты называют органопластик, обладают высокой удельной прочностью при растяжении и минимальным весом. Волокна имеют желтый цвет.
Области применения: из-за своих высоких характеристик волокно арамида нашло самое широкое применение в самых различных отраслях промышленности. Самое известное применение волокна это средства защиты: пуленепробиваемые бронежилеты, каски и огне защита, например костюмы для пожарных и перчатки. Так же арамидное волокно применяют для армирования автомобильных шин, волоконно-оптических кабелей, диффузорах акустических динамиков, для изготовления сверхпрочных тросов, лент и тканей. Обширное применение арамидные волокна получили в композиционных материалах на основе винилэфирных и эпоксидных смол. Благодаря уникальным свойствам такие композиты применяют в авиастроение и ракетостроении для изготовления различных деталей работающих на растяжение, в сосудах внутреннего давления, высокоскоростных маховиков. В сочетании с другими армирующими материалами, арамидные волокна применяют в судостроении для производства корпусов яхт, лодок и катеров премиум класса или для военных целей. Нашло свое место применение композитных материалов с арамидом и в космонавтике, наряду с углепластиком, где в некоторых узлах и деталях он стал незаменим. Широкое распространение в области тюнинга автомобилей и автоспорта, изготавливаются аэродинамические обвесы, сидения, элементы интерьера и силовые конструкции
Кевларовые ткани, арамидные ткани, гибридные ткани и углеткани характеризуются следующими параметрами:
- Тип волокна, используемого в ткани, как по основе, так и по утку (арамидное волокно или углеволокно).
- Плотность плетения (количеством нитей, содержащихся в 10 мм углеткани как по основе так и по утку).
- Количество филаментов в 1 нити ткани (количество микроволокнистых нитей на 1 нить плетения).
- Видом плетения ткани: прямое, елочкой, сатиновое, трикотажное.
- Поверхностной плотности ткани (Вес квадратного метра): 90 г/м кв — 640 г/м кв
- Толщиной ткани: 0,1 мм -0,65 мм
- Шириной ткани: 10 мм — 1500 мм
Теги: Кевлар, стоимость кевлара, производство кевлара, кевлар цена,производитель кевлара, военные типа кевлара, баллистические кевлар,пулестойкость кевлара, защитные свойства кевлара
irontub.ru