Tkaniny z aramidových vláken

Aramidové vlákno, plně známé jako „polyfenylentereftalamid“, má vynikající vlastnosti, jako je ultra vysoká pevnost, vysoký modul, odolnost vůči vysokým teplotám, odolnost vůči kyselinám, odolnost vůči zásadám, nízká hmotnost atd. Aramidové vlákno bylo úspěšně vyvinuto a komercializováno společností DuPont Kevlar Fabrics v roce 1960 Proto před vznikem uhlíkových vláken aramidové vlákno vždy zabíralo trh s vysoce výkonnými vlákny.

1/ Vysoká odolnost proti nárazům a prasklinám

Aramidové vlákno má vynikající odolnost proti nárazu, a protože je houževnaté a dokáže absorbovat velké množství energie, pod tlakem nepraská. Je široce používán k výrobě brnění pro neprůstřelné vesty, lodě, kajaky a díly vojenských vozidel. Odolnost proti nárazu kompozitu z aramidových vláken je 5krát větší než odolnost kompozitu z uhlíkových vláken (měřeno metodou nárazu kladivem). Tato mimořádná odolnost proti nárazu nebo neprůstřelnosti je způsobena tvorbou dlouhých atomových řetězců s aramidovou strukturou.

Vzhledem k vynikající odolnosti proti nárazu se aramidové vlákno široce používá k výrobě neprůstřelných vest a materiálů na pancéřování tanků pro vojenské účely. Neprůstřelná vesta je obvykle vyrobena z desítek vrstev aramidu (například kevlaru) a mezi dvěma vrstvami obsahuje keramickou desku. Ochranný kryt používaný některými obrněnými vozidly (např. americký tank M1) je vyroben z ocelového aramidového ocelového materiálu, který odolá protitankovým střelám o průměru 700 mm.

2／ Nízká hustota/nízká hmotnost

Aramidové vlákno má velmi nízkou hmotnost, což je výhodou při výrobě kompozitních materiálů. Přestože jsou kompozity z uhlíkových vláken považovány za velmi lehké, kompozity z aramidových vláken jsou asi o 20 procent lehčí než kompozity z uhlíkových vláken. Použití aramidové tkaniny v kompozitech může zvýšit odolnost proti nárazu a opotřebení a snížit hmotnost kompozitních součástí.

Hustota aramidového vlákna je asi 1,45 g/cm 3, Hustota aramid/epoxidového kompozitu je asi 1,3 g/cm 3. Výpočet je založen na epoxidové pryskyřici a vytvrzovacím činidle~1,1g/cm³ A pokročilé technologii používané při výrobě kompozitních materiálů, konkrétně autoklávového prepregu. Hustota kompozitů z uhlíkových vláken, které jsou obecně považovány za velmi lehké, se blíží 1,55 g/cm³. Obecně jsou kompozity z aramidových vláken o 20 procent lehčí než kompozity z uhlíkových vláken.

Jak porovnat hmotnost kompozitů z aramidových vláken a kovů? 2,7 g/cm pro hliník ³, 4,5 g/cm pro titan ³, 7,9 g/cm pro ocel ³, Proto jsou kompozity z aramidových vláken 2krát lehčí než hliník, 3 nebo 4krát lehčí než titan a 6krát lehčí než ocel .

3／ Střední tuhost mezi skleněnými vlákny a uhlíkovými vlákny

Kompozity z aramidových vláken mají vyšší tuhost než kompozity ze skleněných vláken, ale také výrazně nižší než kompozity z uhlíkových vláken. Aramidová vlákna jsou podobná uhlíkovým vláknům. Existuje mnoho typů vláken, včetně standardních, středních a vysokomodulových vláken, která mohou poskytnout různou tuhost a pevnost.

Tuhost různých typů vláken je následující:

Tkanina ze skelných vláken - od 72 GPa (standardní E-sklo) do 87 GPa (S-vyztužená skelná tkanina);

Tkanina z uhlíkových vláken - od 230GPa (Toray T300) do 588GPa (Toray HM grade M60J);

Aramidová tkanina - od 96GPa (Kevlar 129 pro standardní aramid) do 186GPa (Kevlar 149 pro letecký/letecký průmysl).

Závěrem lze říci, že tuhost aramidových kompozitů vyrobených ze standardních tkanin je o 30-40 procent vyšší než u kompozitů ze skleněných vláken a o 50 procent nižší než u kompozitů z uhlíkových vláken.

4/ Odolnost proti oděru

Kompozity z aramidových vláken byly široce používány v dílech náchylných k opotřebení, jako jsou kluzné desky k ochraně závodních motorů. Aramid se obvykle používá v těžebním průmyslu (jako je těžební průmysl) k vyztužení pryžového pásu dopravníkového pásu a zajištění vyšší pevnosti a odolnosti proti opotřebení. Podle výrobce kevlaru lze odolnost proti opotřebení po vyztužení zlepšit o 50-70 procent. Díky těmto vlastnostem lze materiál použít pro kompozitní materiály a pracovní oděvy, jako jsou ochranné rukavice odolné proti proříznutí s použitím aramidových tkanin, jako je Twaron nebo Kevlar.

5/ Nízká dielektrická konstanta

Dielektrická konstanta kompozitního materiálu z aramidových vláken je pouze ~ 3,85 (10 GHz), což zajišťuje dobrý výkon a sílu signálu procházejícího aramidovým ochranným krytem/radomem. Tato anténa je široce používána pro vojenské účely, například u vojenských letadel.

Aramidové vlákno používané ve vojenském krytu

Kompozitní kryt/radom z aramidových vláken může chránit anténu před poškozením a zajistit dobrý signál. Naproti tomu kompozity ze skleněných vláken E poskytují permitivitu odpovídající 6,1 (10 GHz), což má za následek 60procentní snížení výkonu a výkonu anténního signálu. Kromě aramidového vlákna se používá také křemenné vlákno, jehož dielektrická konstanta je 3,78 (10 GHz).

6/ Další vlastnosti

Aramidové vlákno má nízkou tepelnou roztažnost, která je velmi stabilní při vysokých teplotách, téměř nulová. Koeficient tepelné roztažnosti je mírně záporný, ekvivalentní (- 2,4 x 10 ⁻ ⁶ / stupeň C). Aramidové vlákno je dobrým izolantem a nevede elektrický proud.

Speciální vlastnost kompozitů z aramidových vláken souvisí s pohlcováním vibrací, takže je lze použít k výrobě součástí ložisek vibrací, jako jsou konstrukční součásti letadel.

Aramid může tkát s uhlíkovými vlákny nebo skleněnými vlákny za vzniku aramidové tkaniny z uhlíkových vláken nebo aramidových tkanin ze skleněných vláken, které mohou maximalizovat výhody 2 typů vláken.

Populární Tagy: tkaniny z aramidových vláken