Włókno aramidowe to ogólna nazwa grupy włókien syntetycznych. Włókna oferują zestaw właściwości, dzięki czemu są szczególnie przydatne w zbroi, odzieży i wielu innych zastosowaniach. Najbardziej znaną marką handlową jest Kevlar ™, ale są też inne, takie jak Twaron ™ i Nomex ™ z tej samej szerokiej rodziny.
Historia
Aramidy wyewoluowały z badań, które rozciągają się z powrotem na nylon i poliester. Rodzina znana jest jako aromatyczne poliamidy. Nomex został opracowany na początku lat 60. XX wieku, a jego właściwości doprowadziły do szerokiego zastosowania w odzieży ochronnej, izolacji i jako zamiennik azbestu. Dalsze badania nad tym meta-aramidem doprowadziły do powstania włókna, które znamy jako Kevlar. Kevlar i Twaron są para-aramidami. Kevlar został opracowany i jest znakiem towarowym firmy DuPont i stał się dostępny w handlu w 1973 roku.
Światowa produkcja aramidów w 2011 r. Wyniosła ponad 60 000 ton, a popyt stale rośnie wraz ze wzrostem produkcji, spadkiem kosztów i rozszerzeniem zastosowań.
Nieruchomości
Struktura chemiczna cząsteczek łańcucha jest taka, że wiązania są wyrównane (w przeważającej części) wzdłuż osi włókna, co daje im wyjątkową wytrzymałość, elastyczność i tolerancję na ścieranie. Dzięki wyjątkowej odporności na ciepło i niskiej palności są niezwykłe, ponieważ nie topią się - po prostu zaczynają się rozkładać (w temperaturze około 500 stopni Celsjusza). Mają również bardzo niską przewodność elektryczną, co czyni je idealnymi izolatorami elektrycznymi.
Dzięki wysokiej odporności na rozpuszczalniki organiczne wszechstronne „obojętne” aspekty tych materiałów oferują wyjątkową wszechstronność w szerokim zakresie zastosowań. Jedynym plamą na ich horyzontach jest to, że są wrażliwe na promieniowanie UV, kwasy i sole. Budują także elektryczność statyczną, chyba że są specjalnie poddane obróbce.
Wyjątkowe właściwości tych włókien zapewniają zalety, które sprawiają, że są idealne do szerokiego zakresu zastosowań. Jednak z każdym materiał kompozytowy, ważne jest, aby zachować ostrożność podczas obsługi i przetwarzania. Używanie rękawiczek, masek itp. jest wskazane.
Aplikacje
Pierwotnym zastosowaniem Kevlaru było wzmocnienie opon samochodowych, gdzie technologia nadal dominuje, ale w transporcie włókna są stosowane jako zamiennik azbestu - na przykład w okładzinach hamulcowych. Prawdopodobnie najbardziej znanym zastosowaniem jest kamizelka kuloodporna, ale inne zastosowania ochronne obejmują kombinezony ognioodporne dla strażaków, kaski i rękawiczki.
Ich wysoki stosunek wytrzymałości do masy sprawia, że są atrakcyjne do stosowania jako wzmocnienie (na przykład w materiałach kompozytowych, szczególnie tam, gdzie ważna jest tolerancja na zginanie, takich jak skrzydła samolotu). W budownictwie mamy rury żelbetowe i termoplastyczne. Korozja jest poważnym problemem dla drogich rurociągów podmorskich w przemysł naftowy, a technologia rur termoplastycznych została opracowana w celu przedłużenia żywotności rurociągu i zmniejszenia kosztów konserwacji.
Ich niskie właściwości rozciągające (zwykle 3,5% przy zerwaniu), wysoka wytrzymałość i odporność na ścieranie sprawiają, że włókna aramidowe są idealne do lin i kabli, a nawet są wykorzystywane do cumowania statków.
Na arenie sportowej cięciwy, sznurki do rakiet tenisowych, kije hokejowe, narty i buty do biegania to niektóre z obszarów zastosowań tych wyjątkowe włókna, z których żeglarze czerpią korzyści ze wzmocnionych aramidem kadłubów, linii aramidowych i naszywek Kevlar na łokciach, kolanach i tyły!
Nawet w świecie muzyki włókna aramidowe są słyszalne jako stroiki instrumentów i głowice bębnów, a dźwięk jest przekazywany przez stożki głośnikowe z włókna aramidowego.
Przyszłość
Regularnie ogłaszane są nowe zastosowania, na przykład wysokowydajna powłoka ochronna do trudnych warunków, w której włókna Kevlaru są osadzone w estrze. Jest to idealne rozwiązanie do powlekania nowych rurociągów stalowych - na przykład w zakładach użyteczności publicznej, w których rury wodne mogą zakopać się pod ziemią, a budżety nie pozwalają na droższe alternatywy termoplastyczne.
Z ulepszonymi epoksydami i innymi wprowadzane żywice regularnie i biorąc pod uwagę ciągłe zwiększanie światowej produkcji aramidów w wielu postaciach (włókno, pulpa, proszek, cięte włókna i mata tkana) zwiększone użycie materiału jest zagwarantowane zarówno w jego surowej postaci, jak i w kompozyty.