Aramiedvesel, kort vir aromatiese poliamiedvesel, word gelys onder die vier hoëprestasievesels wat geprioritiseer word vir ontwikkeling in China, saam met koolstofvesel, ultra-hoë molekulêre gewig poliëtileenvesel (UHMWPE), en basaltvesel. Soos gewone nylon, behoort aramiedvesel tot die familie van poliamiedvesels, met amiedbindings in die hoofmolekulêre ketting. Die belangrikste verskil lê in die binding: nylon se amiedbindings is gekoppel aan alifatiese groepe, terwyl aramied s'n gekonjugeer is met benseenringe. Hierdie spesiale molekulêre struktuur gee aramiedvesel uiters hoë aksiale sterkte (>20cN/dtex) en modulus (>500GPa), wat dit die voorkeurmateriaal maak vir die versterking van hoë-end kabels.
Tipes Aramidvesel
Aramidveselsluit hoofsaaklik volledig aromatiese poliamiedvesels en heterosikliese aromatiese poliamiedvesels in, wat verder gekategoriseer kan word in orto-aramied, para-aramied (PPTA) en meta-aramied (PMTA). Onder hierdie is meta-aramied en para-aramied die wat geïndustrialiseer is. Vanuit 'n molekulêre struktuurperspektief lê die hoofverskil tussen hierdie twee in die posisie van die koolstofatoom in die benseenring waaraan die amiedbinding geheg is. Hierdie strukturele verskil lei tot beduidende onderskeidings in meganiese eienskappe en termiese stabiliteit.
Para-Aramide
Para-aramied, of poli(p-fenileentereftalamied) (PPTA), ook bekend in China as Aramied 1414, is 'n lineêre hoë polimeer met meer as 85% van sy amiedbindings direk gekoppel aan aromatiese ringe. Die kommersieel suksesvolste para-aramiedprodukte is DuPont se Kevlar® en Teijin se Twaron®, wat die wêreldmark oorheers. Dit was die eerste vesel wat ooit vervaardig is met behulp van 'n vloeibare kristallyne polimeer-spinoplossing, wat 'n nuwe era van hoëprestasie-sintetiese vesels ingelui het. Wat meganiese eienskappe betref, kan die treksterkte 3.0–3.6 GPa, die elastiese modulus 70–170 GPa en die verlenging by breuk 2–4% bereik. Hierdie uitsonderlike eienskappe gee dit onvervangbare voordele in optiese kabelversterking, ballistiese beskerming en ander velde.
Meta-Aramide
Meta-aramied, of poli(m-fenileen isoftalamied) (PMTA), ook bekend in China as Aramied 1313, is 'n toonaangewende hoë-temperatuurbestande organiese vesel. Die molekulêre struktuur daarvan bestaan uit amiedgroepe wat meta-fenileenringe verbind en 'n sigsag-lineêre ketting vorm wat gestabiliseer word deur sterk intermolekulêre waterstofbindings in 'n 3D-netwerk. Hierdie struktuur gee die vesel uitstekende vlamvertraging, termiese stabiliteit en stralingsweerstand. 'n Tipiese produk is DuPont se Nomex®, met 'n Beperkende Suurstofindeks (LOI) van 28-32, 'n glasoorgangstemperatuur van ongeveer 275°C en 'n deurlopende dienstemperatuur bo 200°C, wat dit wyd gebruik maak in brandbestande kabels en hoë-temperatuur isolasiemateriaal.
Uitstaande eienskappe van aramidevesel
Aramiedvesel bied ultra-hoë sterkte, hoë modulus, hittebestandheid, suur- en alkalibestandheid, lae gewig, isolasie, verouderingsbestandheid, lang lewensiklus, chemiese stabiliteit, geen gesmelte druppels tydens verbranding nie, en nie-giftige gasvrystellings. Vanuit 'n kabeltoepassingsperspektief oortref para-aramied meta-aramied in termiese weerstand, met 'n deurlopende dienstemperatuurreeks van -196 tot 204°C en geen ontbinding of smelting by 500°C nie. Para-aramied se mees noemenswaardige eienskappe sluit in ultra-hoë sterkte, hoë modulus, hittebestandheid, chemiese weerstand en lae digtheid. Die sterkte daarvan oorskry 25 g/dtex - 5 tot 6 keer dié van hoëgehalte-staal, 3 keer dié van veselglas en twee keer dié van hoësterkte-nylon-industriële garing. Die modulus daarvan is 2-3 keer dié van staal of veselglas en 10 keer dié van hoësterkte-nylon. Dit is twee keer so sterk soos staaldraad en weeg slegs ongeveer 1/5 soveel, wat dit veral geskik maak vir gebruik as versterking in optiese kabels, duikbootkabels en ander hoë-end kabeltipes.
Meganiese Eienskappe van Aramidvesel
Meta-aramied is 'n buigsame polimeer met 'n hoër breeksterkte as gewone poliëster, katoen of nylon. Dit het 'n hoë verlengingstempo, sagte handgevoel, goeie spinbaarheid, en kan in kort vesels of filamente van verskillende denier geproduseer word. Dit kan met behulp van standaard tekstielmasjinerie in materiale en nie-geweefde materiale gespin word en verwerk word om aan die beskermende klerebehoeftes van verskeie industrieë te voldoen. In elektriese isolasie staan meta-aramied se vlamvertragende en hittebestande eienskappe uit. Met 'n LOI groter as 28, sal dit nie aanhou brand nadat dit die vlam verlaat het nie. Die vlamweerstand is intrinsiek aan sy chemiese struktuur, wat dit permanent vlamvertragend maak - bestand teen prestasieverlies as gevolg van was of langtermyngebruik. Meta-aramied het uitstekende termiese stabiliteit, met deurlopende gebruik by 205°C en sterk behoud van sterkte selfs by temperature bo 205°C. Die ontbindingstemperatuur is hoog, en dit smelt of drup nie by hoë temperature nie, en begin eers bo 370°C karboniseer. Hierdie eienskappe maak dit ideaal vir isolasie en versterking in hoëtemperatuur- of brandbestande kabels.
Chemiese stabiliteit van aramidvesel
Meta-aramied het uitstekende weerstand teen die meeste chemikalieë en gekonsentreerde anorganiese sure, hoewel dit sensitief is vir gekonsentreerde swaelsuur en salpetersuur. Dit het ook goeie alkali-weerstand by kamertemperatuur.
Stralingsweerstand van Aramidvesel
Meta-aramied toon uitsonderlike stralingsweerstand. Byvoorbeeld, onder langdurige blootstelling aan 1.2×10⁻² W/cm² ultravioletlig en 1.72×10⁸ rad gammastrale, bly die sterkte daarvan onveranderd. Hierdie uitstaande stralingsweerstand maak dit veral geskik vir kabels wat in kernkragsentrales en ruimtetuie gebruik word.
Duursaamheid van Aramidvesel
Meta-aramied toon ook uitstekende skuur- en chemiese weerstand. Na 100 wasse behou materiaal wat van plaaslik vervaardigde meta-aramied gemaak is, meer as 85% van sy oorspronklike skeursterkte. In kabeltoepassings verseker hierdie duursaamheid langtermyn meganiese en elektriese werkverrigtingsstabiliteit.
Toepassings van Aramidvesel
Aramiedvesel word wyd gebruik in China se lugvaart-, motor-, elektromeganiese, konstruksie- en sportbedrywe as gevolg van sy uitstekende meganiese eienskappe, hoëtemperatuurweerstand en chemiese stabiliteit. Dit word beskou as 'n sleutelmateriaal vir die toekomstige ontwikkeling van hoëprestasie-bedrywe. Aramied speel veral 'n onvervangbare rol op die gebied van kommunikasie-optiese kabels, kragkabels, hoëtemperatuurbestande kabels, ondersese kabels en spesialiteitskabels.
Lugvaart- en militêre velde
Aramiedvesel beskik oor lae digtheid, hoë sterkte en uitstekende korrosiebestandheid. Dit word wyd toegepas in strukturele komponente van lugvaartvoertuie, soos vuurpylmotoromhulsels en breëband-radomstrukture. Die saamgestelde materiale daarvan vertoon uitstekende impakbestandheid en elektromagnetiese golfdeursigtigheid, wat vliegtuiggewig aansienlik verminder en veiligheid verbeter. In die verdedigingssektor word aramied gebruik in koeëlvaste baadjies, helms en ontploffingsbestande houers, wat dit 'n toonaangewende materiaal maak vir die volgende generasie liggewig militêre beskerming.
Konstruksie- en Vervoervelde
In die konstruksiebedryf word aramiedvesel gebruik vir strukturele versterking en brugkabelstelsels as gevolg van sy liggewig, buigsaamheid en korrosiebestandheid. Dit is veral effektief in die versterking van onreëlmatige strukture. In vervoer word aramied toegepas in bandkoordstowwe vir motors en vliegtuie. Aramiedversterkte bande bied hoë sterkte, punksieweerstand, hittebestandheid en lang lewensduur, wat voldoen aan die prestasievereistes van moderne hoëspoedvoertuie en vliegtuie.
Elektriese, Elektroniese en Kabelbedryf
Aramidvesel het veral prominente toepassings in die elektriese, elektroniese en draad- en kabelvervaardigingsektore, veral in die volgende gebiede:
Trekelemente in optiese kabels: Met hoë treksterkte en modulus dien aramiedvesel as die trekelement in kommunikasie-optiese kabels, wat delikate optiese vesels teen vervorming onder spanning beskerm en stabiele seinoordrag verseker.
Versterking in Kabels: In spesialiteitskabels, duikbootkabels, kragkabels en hoëtemperatuurbestande kabels word aramied algemeen as 'n sentrale versterkingselement of pantserlaag gebruik. In vergelyking met metaalversterking bied aramied beter sterkte teen 'n laer gewig, wat die treksterkte en meganiese stabiliteit van die kabel aansienlik verbeter.
Isolasie en Vlamvertraging: Aramied-komposiete beskik oor uitstekende diëlektriese en termiese stabiliteit. Hulle word wyd gebruik in kabel-isolasielae, vlamvertragende omhulsels en halogeenvrye lae-rook-omhulsels. Aramiedpapier word, nadat dit met isolerende vernis geïmpregneer is, gekombineer met natuurlike mika vir gebruik in hoëtemperatuurbestande motors en transformators.
Brandbestande en Spoorwegkabels: Aramidvesel se inherente vlamweerstand en hittetoleransie maak dit ideaal vir gebruik in skeepsboordkabels, spoorwegkabels en kerngraad-brandbestande kabels, waar veiligheidsstandaarde streng is.
EMC en Liggewig: Aramid se uitstekende elektromagnetiese deursigtigheid en lae diëlektriese konstante maak dit geskik vir EMI-afskermingslae, radarradomes en opto-elektroniese integrasiekomponente, wat help om elektromagnetiese versoenbaarheid te verbeter en stelselgewig te verminder.
Ander toepassings
As gevolg van sy hoë aromatiese ringinhoud, bied aramiedvesel uitstekende chemiese stabiliteit en korrosiebestandheid, wat dit geskik maak vir mariene toue, olieboorkabels en oorhoofse transmissie-optiese kabels in strawwe omgewings. Dit word ook wyd gebruik in premium sporttoerusting, beskermende toerusting en motorremblokkies, en word toenemend aangeneem as 'n omgewingsvriendelike alternatief vir asbes in verseëling- en isolasietoepassings, termiese isolasiepanele en ander verseëlingkomponente, wat beide werkverrigting en omgewingsveiligheid verseker.
Plasingstyd: 31 Julie 2025