أساسيات ألياف الأراميد والألياف المقواة بالبوليمر

ألياف الأراميد هي الاسم العام لمجموعة من الألياف الاصطناعية. توفر الألياف مجموعة من الخصائص التي تجعلها مفيدة بشكل خاص في الدروع والملابس ومجموعة واسعة من التطبيقات الأخرى. العلامة التجارية التجارية الأكثر شيوعًا هي Kevlar ™ ، ولكن هناك علامات تجارية أخرى مثل Twaron ™ و Nomex ™ في نفس العائلة الواسعة.

تطورت الأراميد من البحث الذي يمتد إلى النايلون و البوليستر. تُعرف العائلة باسم البولياميدات العطرية. تم تطوير نومكس في أوائل الستينيات وأدت خصائصه إلى استخدام واسع في الملابس الواقية والعزل كبديل للأسبست. أدى المزيد من البحث باستخدام هذا meta-aramid إلى الألياف التي نعرفها الآن كيفلر. كيفلر وتوارون هما شبه الأراميد. تم تطوير Kevlar وعلامة تجارية له بواسطة DuPont وأصبح متاحًا تجاريًا في عام 1973.

كان إنتاج أراميدز في جميع أنحاء العالم عام 2011 أكثر بكثير من 60،000 طن ، والطلب ينمو بشكل مطرد مع زيادة الإنتاج وانخفاض التكاليف وتوسيع التطبيقات.

التركيب الكيميائي للجزيئات المتسلسلة بحيث يتم محاذاة الروابط (في معظمها) على طول محور الألياف ، مما يمنحها قوة ومرونة وتحمل تآكل متميزين. مع المقاومة الرائعة للحرارة وقلة القابلية للاشتعال ، فهي غير عادية من حيث أنها لا تذوب - فهي تبدأ فقط في التحلل (عند حوالي 500 درجة مئوية). كما أن لديها موصلية كهربائية منخفضة للغاية مما يجعلها عوازل كهربائية مثالية.

مع مقاومة عالية للمذيبات العضوية ، توفر الجوانب "الخاملة" الشاملة لهذه المواد تنوعًا رائعًا لمجموعة كبيرة من التطبيقات. اللطخة الوحيدة في آفاقها هي أنها حساسة للأشعة فوق البنفسجية والأحماض والأملاح. يبنون الكهرباء الساكنة أيضًا ما لم يتم معالجتهم بشكل خاص.

الخصائص الممتازة التي تتمتع بها هذه الألياف توفر مزايا تجعلها مثالية لمجموعة واسعة من التطبيقات. ومع ذلك ، مع أي مادة مركبة، من المهم الانتباه في التعامل والتجهيز. استخدام القفازات والأقنعة وما إلى ذلك. من المستحسن.

كان استخدام Kevlar الأصلي لتعزيز إطارات السيارات ، حيث لا تزال التكنولوجيا سائدة ، ولكن في النقل ، يتم استخدام الألياف كبديل للأسبست - على سبيل المثال في بطانات الفرامل. ربما يكون التطبيق الأكثر شيوعًا في الدروع الواقية للبدن ، ولكن الاستخدامات الوقائية الأخرى تشمل بدلات مقاومة للحريق لرجال الإطفاء والخوذ والقفازات.

تجعلهم نسبة القوة / الوزن العالية جذابة للاستخدام كتعزيز (على سبيل المثال في المواد المركبة خاصة عندما يكون تحمّل الثني مهمًا ، مثل أجنحة الطائرات). في البناء ، لدينا أنابيب مقواة بالألياف والبلاستيك الحراري المقوى بالألياف. التآكل هو مشكلة رئيسية لخطوط الأنابيب البحرية باهظة الثمن في صناعة النفط، وتم تطوير تقنية الأنابيب البلاستيكية الحرارية لإطالة عمر خط الأنابيب وتقليل تكاليف الصيانة.

خصائصها المنخفضة الممتدة (عادة 3.5٪ عند الكسر) ، والقوة العالية ومقاومة التآكل تجعل ألياف الأراميد مثالية للحبال والكابلات ، وحتى أنها تستخدم لرسو السفن.

في الساحة الرياضية ، تعتبر الأوتار ، وأوتار مضرب التنس ، وعصي الهوكي ، والزلاجات وأحذية الجري بعض مجالات التطبيق لهذه ألياف مميزة ، مع تمتع البحارة بفوائد أجسام مقوية بالأراميد ، وخطوط الأراميد ، وبقع ارتداء كيفلر على المرفقين والركبتين ، ترتدي!

حتى في عالم الموسيقى ، فإن ألياف الأراميد تجعل نفسها مسموعة كقصب الآلات ورؤوس الطبل ، مع نقل الصوت عبر مخاريط مكبر الصوت من ألياف الأراميد.

يتم الإعلان عن التطبيقات الجديدة بانتظام ، على سبيل المثال ، طلاء وقائي عالي الأداء للبيئات القاسية التي تتضمن ألياف الكيفلار في الإستر. هذا مثالي لطلاء أنابيب فولاذية جديدة - على سبيل المثال في المرافق التي قد تدفن فيها أنابيب المياه تحت الأرض ولا تسمح الميزانيات ببدائل البلاستيك الحراري الأكثر تكلفة.

مع الايبوكسي المحسنة وغيرها يتم إدخال الراتنجات على أساس منتظم وبالنظر إلى التوسع المستمر في الإنتاج العالمي للأراميد في العديد من الأشكال (الألياف ، اللب ، المسحوق والألياف المفرومة والحصيرة المنسوجة) ويضمن زيادة استخدام المواد في شكلها الخام وفي المركبات.