Ароматты полиамидті талшықтың қысқартылған нұсқасы болып табылатын арамидті талшық Қытайда әзірлеуге басымдық берілген төрт жоғары өнімді талшықтың қатарына кіреді, көміртекті талшық, ультра жоғары молекулалық салмақты полиэтилен талшығы (UHMWPE) және базальт талшығымен қатар. Кәдімгі нейлон сияқты, арамидті талшық полиамидті талшықтар тұқымдасына жатады, негізгі молекулалық тізбекте амидтік байланыстар бар. Негізгі айырмашылық байланыста: нейлонның амидтік байланыстары алифатты топтармен байланысқан, ал арамидтер бензол сақиналарымен конъюгацияланған. Бұл арнайы молекулалық құрылым арамидті талшыққа өте жоғары осьтік беріктік (>20cN/dtex) және модуль (>500GPa) береді, бұл оны жоғары сапалы кабельдерді нығайту үшін ең қолайлы материал етеді.
Арамид талшығының түрлері
Арамид талшығынегізінен толығымен хош иісті полиамид талшықтары мен гетероциклді хош иісті полиамид талшықтарын қамтиды, оларды орто-арамид, пара-арамид (PPTA) және мета-арамид (PMTA) деп жіктеуге болады. Олардың ішінде мета-арамид және пара-арамид өнеркәсіптік дамығандар болып табылады. Молекулалық құрылым тұрғысынан алғанда, бұл екеуінің арасындағы негізгі айырмашылық амидтік байланыс қосылған бензол сақинасындағы көміртек атомының орнында. Бұл құрылымдық айырмашылық механикалық қасиеттер мен термиялық тұрақтылықта айтарлықтай айырмашылықтарға әкеледі.
Пара-арамид
Пара-арамид немесе поли(п-фенилентерефталамид) (PPTA), Қытайда Aramid 1414 деп те аталады, амидтік байланыстарының 85%-дан астамы хош иісті сақиналармен тікелей байланысқан сызықты жоғары полимер болып табылады. Ең коммерциялық тұрғыдан табысты пара-арамид өнімдері - әлемдік нарықта басымдыққа ие DuPont компаниясының Kevlar® және Teijin компаниясының Twaron® өнімдері. Бұл сұйық кристалды полимер иіру ерітіндісін пайдаланып өндірілген алғашқы талшық болды, бұл жоғары өнімді синтетикалық талшықтардың жаңа дәуірін бастады. Механикалық қасиеттері бойынша оның созылу беріктігі 3,0–3,6 ГПа, серпімділік модулі 70–170 ГПа және үзіліс кезіндегі созылу 2–4%-ға жетуі мүмкін. Бұл ерекше сипаттамалары оған оптикалық кабельді нығайту, баллистикалық қорғаныс және басқа да салаларда алмастырылмайтын артықшылықтар береді.
Мета-Арамид
Мета-арамид немесе поли(м-фениленизофталамид) (PMTA), Қытайда Aramid 1313 ретінде де белгілі, жоғары температураға төзімді жетекші органикалық талшық болып табылады. Оның молекулалық құрылымы мета-фенилен сақиналарын байланыстыратын амид топтарынан тұрады, олар 3D желісінде күшті молекулааралық сутектік байланыстармен тұрақтандырылған зигзаг сызықтық тізбекті құрайды. Бұл құрылым талшыққа тамаша жалынға төзімділік, термиялық тұрақтылық және радиацияға төзімділік береді. Әдеттегі өнім - DuPont компаниясының Nomex®, оның шекті оттегі индексі (LOI) 28-32, шыны ауысу температурасы шамамен 275°C және үздіксіз қызмет көрсету температурасы 200°C-тан жоғары, бұл оны отқа төзімді кабельдер мен жоғары температуралы оқшаулағыш материалдарда кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.
Арамид талшығының ерекше қасиеттері
Арамид талшығы аса жоғары беріктікке, жоғары модульге, ыстыққа төзімділікке, қышқыл мен сілтіге төзімділікке, төмен салмаққа, оқшаулауға, қартаюға төзімділікке, ұзақ қызмет ету цикліне, химиялық тұрақтылыққа, жану кезінде балқыған тамшылардың болмауына және улы емес газ шығарындыларына ие. Кабельді қолдану тұрғысынан пара-арамид термиялық төзімділік бойынша мета-арамидтен асып түседі, үздіксіз қызмет көрсету температурасы диапазоны -196-дан 204°C-қа дейін және 500°C-та ыдырауға немесе балқуға болмайды. Пара-арамидтің ең көрнекті қасиеттеріне аса жоғары беріктік, жоғары модуль, ыстыққа төзімділік, химиялық төзімділік және төмен тығыздық жатады. Оның беріктігі 25 г/дтекстен асады — жоғары сапалы болаттан 5-6 есе, шыны талшықтан 3 есе және жоғары беріктігі бар нейлон өнеркәсіптік жіптен екі есе. Оның модулі болаттан немесе шыны талшықтан 2-3 есе және жоғары беріктігі бар нейлоннан 10 есе жоғары. Ол болат сымнан екі есе берік және салмағы шамамен 1/5 есе аз, бұл оны оптикалық кабельдерде, су асты кабельдерінде және басқа да жоғары сапалы кабель түрлерінде арматура ретінде пайдалануға өте қолайлы етеді.
Арамид талшығының механикалық қасиеттері
Мета-арамид - кәдімгі полиэстерге, мақтаға немесе нейлонға қарағанда жоғары сыну беріктігі бар икемді полимер. Оның созылу жылдамдығы жоғары, қолға жұмсақ сезіледі, жақсы иіріледі және әртүрлі днейерлі қысқа талшықтарға немесе жіптерге айналуы мүмкін. Оны стандартты тоқыма машиналарын пайдаланып маталарға және тоқыма емес материалдарға айналдыруға және әртүрлі салалардың қорғаныс киімдеріне деген қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін өңдеуге болады. Электр оқшаулауында мета-арамидтің жалынға төзімді және ыстыққа төзімді қасиеттері ерекшеленеді. LOI 28-ден жоғары болған кезде, ол жалыннан шыққаннан кейін жануды жалғастырмайды. Оның жалынға төзімділігі оның химиялық құрылымына тән, бұл оны жууға немесе ұзақ уақыт пайдалануға байланысты өнімділіктің жоғалуына төзімді етеді. Мета-арамид 205°C температурада үздіксіз пайдаланумен және 205°C жоғары температурада да беріктікті жақсы сақтай отырып, тамаша термиялық тұрақтылыққа ие. Оның ыдырау температурасы жоғары және ол жоғары температурада ерімейді немесе тамшыламайды, тек 370°C жоғары температурада көміртектене бастайды. Бұл қасиеттер оны жоғары температуралы немесе отқа төзімді кабельдерде оқшаулау және арматуралау үшін өте қолайлы етеді.
Арамид талшығының химиялық тұрақтылығы
Мета-арамид көптеген химиялық заттар мен концентрацияланған бейорганикалық қышқылдарға өте төзімді, дегенмен ол концентрацияланған күкірт және азот қышқылдарына сезімтал. Сондай-ақ, бөлме температурасында жақсы сілтілік төзімділікке ие.
Арамид талшығының радиацияға төзімділігі
Мета-арамид ерекше радиациялық төзімділік көрсетеді. Мысалы, 1,2 × 10⁻² Вт/см² ультракүлгін сәулеге және 1,72 × 10⁸ радиациялық гамма сәулелеріне ұзақ уақыт әсер еткенде оның беріктігі өзгеріссіз қалады. Бұл керемет радиациялық төзімділік оны атом электр станцияларында және ғарыш кемелерінде қолданылатын кабельдер үшін әсіресе қолайлы етеді.
Арамид талшығының беріктігі
Мета-арамид сонымен қатар тамаша тозуға және химиялық төзімділікке ие. 100 рет жуғаннан кейін отандық өндірістегі мета-арамидтен жасалған мата бастапқы жыртылу беріктігінің 85%-дан астамын сақтайды. Кабельдік қолданбаларда бұл беріктік ұзақ мерзімді механикалық және электрлік тұрақтылықты қамтамасыз етеді.
Арамид талшығының қолданылуы
Арамид талшығы Қытайдың аэроғарыш, автомобиль, электромеханикалық, құрылыс және спорт салаларында тамаша механикалық қасиеттеріне, жоғары температураға төзімділігіне және химиялық тұрақтылығына байланысты кеңінен қолданылады. Ол жоғары өнімді салалардың болашақ дамуы үшін негізгі материал болып саналады. Атап айтқанда, арамид байланыс оптикалық кабельдері, қуат кабельдері, жоғары температураға төзімді кабельдер, суасты кабельдері және арнайы кабельдер салаларында алмастырылмайтын рөл атқарады.
Аэроғарыш және әскери салалар
Арамид талшығы төмен тығыздыққа, жоғары беріктікке және тамаша коррозияға төзімділікке ие. Ол зымыран қозғалтқыштарының корпустары мен кең жолақты радом құрылымдары сияқты аэроғарыштық көліктердің құрылымдық компоненттерінде кеңінен қолданылады. Оның композиттік материалдары соққыға төзімділік пен электромагниттік толқындардың мөлдірлігін тамаша көрсетеді, бұл ұшақ салмағын айтарлықтай азайтады және қауіпсіздікті арттырады. Қорғаныс саласында арамид оқ өткізбейтін жилеттерде, дулығаларда және жарылысқа төзімді контейнерлерде қолданылады, бұл оны келесі буын жеңіл әскери қорғаныс үшін жетекші материал етеді.
Құрылыс және көлік салалары
Құрылыс индустриясында арамид талшығы жеңіл салмағына, икемділігіне және коррозияға төзімділігіне байланысты құрылымдық арматура мен көпір кабель жүйелері үшін қолданылады. Ол әсіресе біркелкі емес құрылымдарды нығайтуда тиімді. Тасымалдау кезінде арамид автомобильдер мен ұшақтарға арналған шина бау маталарында қолданылады. Арамидпен күшейтілген шиналар жоғары беріктікке, тесілуге төзімділікке, ыстыққа төзімділікке және ұзақ қызмет ету мерзіміне ие, заманауи жоғары жылдамдықты көліктер мен ұшақтардың өнімділік талаптарын қанағаттандырады.
Электротехника, электроника және кабель өнеркәсібі
Арамид талшығы әсіресе электр, электроника және сымдар мен кабельдер өндірісі салаларында, әсіресе келесі салаларда кеңінен қолданылады:
Оптикалық кабельдердегі созылу элементтері: Жоғары созылу беріктігі мен модулімен арамидті талшық байланыс оптикалық кабельдерінде созылу элементі ретінде қызмет етеді, нәзік оптикалық талшықтарды созылу кезінде деформациядан қорғайды және сигналдың тұрақты өткізілуін қамтамасыз етеді.
Кабельдердегі арматура: Арнайы кабельдерде, су асты кабельдерінде, қуат кабельдерінде және жоғары температураға төзімді кабельдерде арамид әдетте орталық арматура элементі немесе сауыт қабаты ретінде қолданылады. Металл арматуралармен салыстырғанда, арамид төмен салмақта жоғары беріктікке ие, бұл кабельдің созылу беріктігін және механикалық тұрақтылығын айтарлықтай арттырады.
Оқшаулау және жалынға төзімділік: Арамидті композиттер тамаша диэлектрлік және термиялық тұрақтылыққа ие. Олар кабельді оқшаулау қабаттарында, жалынға төзімді қабықтарда және галогенсіз, төмен түтін шығаратын қабықтарда кеңінен қолданылады. Арамидті қағаз оқшаулағыш лакпен сіңдірілгеннен кейін жоғары температураға төзімді қозғалтқыштар мен трансформаторларда пайдалану үшін табиғи слюдамен біріктіріледі.
Өртке төзімді және теміржол транзиттік кабельдер: Арамид талшығының жалынға төзімділігі мен ыстыққа төзімділігі оны кеме кабельдерінде, теміржол транзиттік кабельдерінде және қауіпсіздік стандарттары қатаң болатын ядролық отқа төзімді кабельдерде қолдануға өте ыңғайлы етеді.
Электромагниттік үйлесімділік және жеңілдік: Aramid-тің тамаша электромагниттік мөлдірлігі және төмен диэлектрлік тұрақтысы оны электромагниттік үйлесімділікті жақсартуға және жүйенің салмағын азайтуға көмектесетін электромагниттік үйлесімділік қабаттарына, радарлық радомдарға және оптоэлектрондық интеграция компоненттеріне жарамды етеді.
Басқа қолданбалар
Ароматты сақиналардың жоғары құрамына байланысты арамидті талшық керемет химиялық тұрақтылық пен коррозияға төзімділікті қамтамасыз етеді, бұл оны теңіз арқандарына, мұнай бұрғылау кабельдеріне және қатал ортада жоғары жылдамдықты оптикалық кабельдерге жарамды етеді. Ол сондай-ақ премиум спорттық жабдықтарда, қорғаныс құралдарында және автомобиль тежегіш жастықшаларында кеңінен қолданылады және тығыздау және оқшаулау қолданбаларында, жылу оқшаулағыш панельдерде және басқа да тығыздау компоненттерінде асбестке экологиялық таза балама ретінде кеңінен қолданылуда, бұл өнімділікті де, экологиялық қауіпсіздікті де қамтамасыз етеді.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 31 шілде