أقمشة ألياف الأراميد

ألياف الأراميد ، المعروفة باسم "بوليفينلين تيريفثالاميد" ، لها خصائص ممتازة مثل القوة الفائقة ، المعامل العالي ، مقاومة درجات الحرارة العالية ، مقاومة الأحماض ، مقاومة القلويات ، الوزن الخفيف ، إلخ. تم تطوير ألياف الأراميد وتسويقها بنجاح بواسطة أقمشة دوبونت كيفلر في 1960 ق. لذلك ، قبل ظهور ألياف الكربون ، احتلت ألياف الأراميد دائمًا سوق الألياف عالية الأداء.

1 / مقاومة عالية للصدمات ومقاومة التشقق

تتميز ألياف الأراميد بمقاومة تأثير ممتازة ، ولأنها متينة ويمكنها امتصاص الكثير من الطاقة ، فلن تتشقق تحت الضغط. يستخدم على نطاق واسع لتصنيع الدروع للسترات الواقية من الرصاص والسفن وزوارق الكاياك وأجزاء المركبات العسكرية. مقاومة الصدمات لمركب ألياف الأراميد هي 5 أضعاف مقاومة ألياف الكربون المركبة (تقاس بطريقة تأثير المطرقة المسقطة). هذه القدرة غير العادية على مقاومة الصدمات أو القدرة المضادة للرصاص ناتجة عن تكوين سلاسل ذرية طويلة ذات بنية أراميد.

نظرًا لمقاومة الصدمات الممتازة ، يتم استخدام ألياف الأراميد على نطاق واسع في صناعة السترات الواقية من الرصاص ومواد دروع الدبابات للأغراض العسكرية. عادة ما تكون السترة المضادة للرصاص مصنوعة من عشرات طبقات الأراميد (مثل الكيفلار) ، وتتضمن صفيحة خزفية بين الطبقتين. الغطاء الواقي الذي تستخدمه بعض المركبات المدرعة (مثل الدبابة الأمريكية M1) مصنوع من مادة فولاذية من مادة الأراميد الفولاذية ، والتي يمكنها مقاومة الصواريخ المضادة للدبابات التي يبلغ قطرها 700 ملم.

2 ، كثافة منخفضة / وزن منخفض

تتميز ألياف الأراميد بوزن منخفض جدًا ، مما يعد ميزة في تصنيع المواد المركبة. على الرغم من أن مركبات ألياف الكربون تعتبر خفيفة جدًا ، إلا أن مركبات ألياف الأراميد أخف بنسبة 20 بالمائة من مركبات ألياف الكربون. يمكن أن يؤدي استخدام نسيج الأراميد في المواد المركبة إلى زيادة مقاومة الصدمات ومقاومة التآكل ، وتقليل وزن المكونات المركبة.

تبلغ كثافة ألياف الأراميد حوالي 1.45 جم / سم مكعب ، وتبلغ كثافة مركب الأراميد / الإيبوكسي حوالي 1.3 جم / سم مكعب. يعتمد الحساب على راتنجات الايبوكسي وعامل المعالجة ~ 1.1g / cm والتكنولوجيا المتقدمة المستخدمة في إنتاج المواد المركبة ، وهي الأوتوكلاف prepreg. كثافة مركبات ألياف الكربون ، والتي تعتبر بشكل عام خفيفة للغاية ، قريبة من 1.55 جم / سم مكعب ، بشكل عام ، تكون مركبات ألياف الأراميد أخف بنسبة 20 في المائة من مركبات ألياف الكربون.

كيف تقارن وزن مركبات ألياف الأراميد والمعادن؟ 2.7 جم / سم للألمنيوم ، 4.5 جم / سم للتيتانيوم ، 7.9 جم / سم للصلب ، لذلك ، تكون مركبات ألياف الأراميد أخف بمرتين من الألمنيوم ، وأخف بثلاث أو أربع مرات من التيتانيوم ، وأخف 6 مرات من الفولاذ .

3 ، صلابة معتدلة ، بين الألياف الزجاجية وألياف الكربون

تتميز مركبات ألياف الأراميد بصلابة أعلى من مركبات الألياف الزجاجية ، ولكنها أيضًا أقل بكثير من مركبات ألياف الكربون. ألياف الأراميد تشبه ألياف الكربون. هناك العديد من أنواع الألياف ، بما في ذلك الألياف المعيارية والمتوسطة والعالية ، والتي يمكن أن توفر صلابة وقوة مختلفة.

تكون صلابة الأنواع المختلفة من الألياف كما يلي:

نسيج من الألياف الزجاجية - من 72 GPa (زجاج E قياسي) إلى 87 GPa (قماش زجاجي مقوى بشكل S) ؛

نسيج من ألياف الكربون - من 230GPa (Toray T300) إلى 588GPa (Toray HM grade M60J) ؛

قماش الأراميد - من 96GPa (Kevlar 129 للأراميد القياسي) إلى 186GPa (Kevlar 149 لصناعة الطائرات / الطيران).

في الختام ، تكون صلابة مركبات الأراميد المصنوعة من الأقمشة القياسية أعلى بنسبة 30-40 في المائة من تلك الموجودة في مركبات الألياف الزجاجية وأقل بنسبة 50 في المائة من تلك الموجودة في مركبات ألياف الكربون.

4 / مقاومة التآكل

تم استخدام مركبات ألياف الأراميد على نطاق واسع في الأجزاء المعرضة للتآكل ، مثل الألواح المنزلقة لحماية محركات السباق. يستخدم الأراميد عادة في صناعة الاستخراج (مثل صناعة التعدين) لتعزيز الحزام المطاطي للحزام الناقل وضمان قوة أعلى ومقاومة التآكل. وفقًا لتصنيع Kevlar ، يمكن تحسين مقاومة التآكل بنسبة 50-70 في المائة بعد التعزيز. بسبب هذه الخصائص ، يمكن استخدام المواد للمواد المركبة وملابس العمل ، مثل قفازات الأمان المقاومة للقطع باستخدام أقمشة الأراميد ، مثل Twaron أو Kevlar.

5 / ثابت عازل منخفض

ثابت العزل الكهربائي لمادة ألياف الأراميد المركب منخفض يصل إلى ~ 3.85 (10 جيجاهرتز) ، مما يضمن الأداء الجيد وقوة الإشارة التي تخترق الغطاء الواقي من الأراميد / رادوم. يستخدم هذا الهوائي على نطاق واسع للأغراض العسكرية ، مثل الطائرات العسكرية.

ألياف الأراميد المستخدمة في الرادوم العسكري

يمكن أن يحمي الغلاف / الرادوم المركب من ألياف الأراميد الهوائي من التلف ويضمن أداء إشارة جيد. في المقابل ، توفر مركبات الألياف الزجاجية E سماحية تقابل 6.1 (10 جيجاهرتز) ، مما يؤدي إلى انخفاض بنسبة 60 في المائة في قدرة إشارة الهوائي وأدائه. بالإضافة إلى ألياف الأراميد ، يتم أيضًا استخدام ألياف الكوارتز ، وثابت عازلها هو 3.78 (10 جيجاهرتز).

6 / ميزات أخرى

تتميز ألياف الأراميد بخصائص تمدد حراري منخفضة ، وهي مستقرة جدًا في درجات حرارة عالية ، تقريبًا صفر. معامل التمدد الحراري سلبي قليلاً ، ما يعادل (- 2. 4 × 10 ⁻ ⁶ / درجة مئوية). ألياف الأراميد عازل جيد ولا توصل الكهرباء.

ترتبط خاصية خاصة لمركبات ألياف الأراميد بامتصاص الاهتزازات ، لذا يمكن استخدامها لتصنيع مكونات تحمل الاهتزازات ، مثل المكونات الهيكلية للطائرات.

يمكن للأراميد أن ينسج بألياف الكربون أو الألياف الزجاجية لتشكيل نسيج من ألياف الكربون الأراميد أو أقمشة الأراميد المصنوعة من الألياف الزجاجية والتي يمكن أن تزيد من مزايا نوعين من الألياف.

الوسم : أقمشة ألياف الأراميد