Объяснение арамидных волокон: свойства, структура переплетения и проверка источников для покупателей ткани

Одна 12-микронная параарамидная нить выдерживает примерно в пять раз большую разрывную нагрузку, чем стальная проволока того же диаметра, и составляет примерно одну пятую веса. Это соотношение объясняет, почему арамидные волокна используются в корде шин, устойчивых к порезам перчатках, оболочках пожарных, ламинате корпуса и промышленных фильтровальных мешках. При выборе ткани арамид редко покупается на метраж. Его покупают с учетом вида отказа, будь то капание расплава, порез, возгорание, усталость или удлинение, и соответствие волокна этому виду отказа имеет гораздо большее значение, чем сравнение цены за килограмм.

Что на самом деле представляют собой арамидные волокна

Арамидные волокна представляют собой синтетические полиамиды, в которых не менее 85 процентов амидных связей прикреплены непосредственно к двум ароматическим кольцам. Эта жесткая, стержнеобразная основа отличает их от нейлона. Ароматические кольца сопротивляются вращению, поэтому полимерная цепь остается почти прямой, плотно упаковывается и образует нить с высокой прочностью на разрыв, высоким модулем упругости и температурой разложения, значительно превышающей диапазон плавления обычных термопластов.

Коммерческое значение имеют две структурные ветви. Параарамид, химически известный как ППТА, получают из жидкокристаллического раствора, поэтому молекулярные цепи почти идеально выстраиваются вдоль оси волокна. Мета-арамид, или MPIA, получают из обычного раствора и образуют изогнутую зигзагообразную цепь. Это единственное различие в геометрии цепи объясняет почти все цифры в технических характеристиках двух волокон, и именно поэтому они почти никогда не заменяют друг друга в квалифицированном продукте.

Оба волокна имеют одно общее поведение, которое определяет большинство решений о покупке: они не плавятся. При нагревании выше предела срока службы арамидные ткани обугливаются и образуют на поверхности слой угля, а не капают. В защитной одежде это различие имеет решающее значение, поскольку плавящиеся волокна прилипают к коже и усугубляют ожог. Оба также устойчивы к большинству органических растворителей, горючего и смазочных материалов, хотя на них воздействуют сильные кислоты и основания. Параарамид особенно чувствителен к ультрафиолетовому излучению, поэтому арамидные изделия для наружного применения обычно покрывают, ламинируют или упаковывают.

Параарамид против метаарамида

Выбор между пара-арамидом и мета-арамидом зависит от того, требуется ли приложению механическая прочность или огнестойкость, и очень немногим применениям требуется и то, и другое одновременно. Начните с режима отказа, и выбор волокна обычно устанавливается сам собой.

Если вы выбираете защитную одежду, начните с метаарамида и переходите к смеси параарамидов только тогда, когда ограничивающим фактором является устойчивость к порезам или истиранию. Если вы армируете резину, смолу или кабель, параарамид — единственная разумная отправная точка. Смешение этих двух веществ возможно и происходит в спецодежде, но каждый добавленный процент параарамида резко повышает стоимость, при этом незначительно внося вклад в огнестойкость.

Арамид не плавится, а обугливается. Почти каждая спецификация, метод испытаний и сертификация в этой категории связаны с этим свойством.

Как арамидное волокно становится тканью

Арамид поступает на фабрику в виде непрерывной нити или штапельной пряжи, а структура ткани оказывает такое же влияние на конечные характеристики, как и само волокно. Филаментная пряжа идет на структурную арматуру, веревку и шинный корд, где нельзя допустить соскальзывания сломанной нити. Штапельная пряжа обеспечивает более мягкую ручную работу, используемую в перчатках, огнестойкой одежде и смесовых тканях, а метаарамид часто смешивают с хлопком, вискозой или модакрилом, чтобы снизить себестоимость единицы продукции, сохраняя при этом присущую огнестойкость.

Затем дизайн переплетения решает, что ткань на самом деле будет делать на полу.

• полотняное переплетение обеспечивает высочайшую плотность переплетения, поэтому обеспечивает лучшую стойкость к порезам и истиранию за счет более жесткой руки.
• Саржа он мягче и лучше драпируется, обладает хорошей прочностью на разрыв, поэтому он доминирует среди огнестойких материалов для спецодежды.
• Сатин Имеет гладкую поверхность, которая хорошо переносит покрытие и ламинирование, и часто используется в качестве основы для технических ламинатов.
• Трикотажные и махровые конструкции обрабатывать перчатки и комфортный слой, надеваемый на кожу.

Завершение — это то место, где большинство проектов сталкиваются с проблемами. Арамид действительно трудно покрасить. Плотно упакованная ароматическая структура устойчива к водорастворимым красителям, поэтому волокно либо окрашивается в растворе с добавлением пигмента прямо в прядильный раствор, либо окрашивается при высокой температуре и давлении с использованием носителей и специально разработанных дисперсных или катионных систем. Соответствие химического состава красителя типу волокна является одной из наиболее частых причин брака партий арамида.

Отделка, наносимая после окрашивания, включая водоотталкивающие, огнезащитные усилители, покрытия и антистатическую обработку, также должна быть совместима с волокном. Покрытия связываются с арамидной поверхностью механически, а не химически, поэтому поверхностная энергия и предварительная обработка здесь имеют большее значение, чем на хлопке.

Где арамидное волокно оправдывает свою цену

Арамидные волокна появляются там, где отказ имеет серьезные последствия, и никакая экономичная замена не превышает ту же планку производительности. Список применений короткий, потому что волокно дорогое, и длинный, потому что в каждом случае альтернатива тяжелее, толще или просто небезопасна.

• Защита людей охватывает устойчивые к порезам перчатки, огнестойкую спецодежду, защитные костюмы для пожарных, военные и полицейские ткани, а также летные костюмы.
• Транспорт использует арамид для изготовления корда шины, усиления тормозных колодок, усиления ремней и шлангов, а также лямок ремней безопасности.
• Промышленность использует его в высокотемпературных фильтр-мешках, конвейерных лентах, канатах и швартовочных линиях, прокладках и уплотнениях.
• Композиты и конструкции включают корпуса лодок, внутренние панели самолетов, компоненты ветроэнергетики, спортивные товары и ткани для усиления конструкций зданий.
• Электрические и оптические приложения используют арамид в качестве элемента прочности в оптических кабелях и специальных кабельных сборках.

Арамид редко побеждает только силой. Он выигрывает, потому что сохраняет свои размеры и форму при температурах, при которых полиэстер уже давно превратился в жидкость.

В тканых фильтрующих материалах арамидная ткань поглощает повторяющиеся механические удары в ходе цикла импульсно-струйной очистки, не расползаясь, как это делают гомополимерные волокна, поэтому она выдерживает цементные, асфальтовые и металлообрабатывающие заводы. Тканые ткани, используемые в промышленных фильтрах и сетках. зависят именно от этого сочетания стабильности размеров и термостойкости.

Когда арамид имеет завышенные характеристики

Арамид - неправильная покупка, когда огнестойкость, необходимая для применения, может быть обеспечена отделкой, а не самим волокном. Арамид стоит в несколько раз дороже хлопка, его сложнее красить и отделывать, и его часто нельзя смягчить на стандартном оборудовании.

Для программ по производству одежды, в которых на самом деле не требуется арамид, окрашенные ткани из хлопковой смеси, такие как модал-хлопок, вискоза-хлопок и тенсел-хлопок, обеспечивают хорошее ощущение на руке, драпировку и возможность окрашивания за небольшую часть стоимости единицы. Фабрика, занимающаяся крашением и отделкой в ​​одной цепочке, обычно может предложить сопоставимую конструкцию быстрее, чем поставщик специализированного арамида, а диапазон оттенков намного шире.

Окрашенные ткани из хлопковой смеси для программ по производству одежды Изучите окрашенные ткани из хлопковой смеси, включая тенсел, модал и вискозный хлопок, для программ пошива одежды, требующих ощущения на ощупь, драпировки и возможности окрашивания. Посмотреть продукт →

В промышленном производстве окрашенная ткань с хлопковым покрытием обеспечивает стойкость к истиранию и водоотталкивающие свойства на тканой основе, которая покрывает большую часть того же основания, что и ароматическая ткань, при гораздо более низкой стоимости за метр.

Окрашенная ткань с покрытием и ткани с хлопковым покрытием См. окрашенную ткань с покрытием, включая хлопковое твиловое покрытие GS3170, для функционального текстиля, требующего водонепроницаемости, маслостойкости или защиты от ультрафиолета. Посмотреть продукт →

Что нужно подтвердить перед покупкой

Выбор арамидных тканей зависит от короткого списка параметров, и ни один из них не может быть подтвержден только на основе общих спецификаций. Проработайте их по порядку.

1. Сначала определите режим отказа. Прежде чем рассматривать какое-либо волокно, запишите, что ткань должна выдержать, будь то воздействие пламени, опасность порезов, цикл усталости или срок службы УФ-излучения.
2. Подтвердите тип волокна и соотношение смеси. Параарамид и метаарамид не являются взаимозаменяемыми, а процентное соотношение, указанное как приблизительное, не является спецификацией.
3. Зафиксируйте конструкцию. Подтвердите количество пряжи, вес серого цвета, ширину и переплетение. Разрыв в характеристиках между простым и саржевым арамидом одинакового веса достаточно велик, чтобы изменить результат теста.
4. Согласуйте маршрут окраски. Прежде чем брать образцы, определитесь между окрашиванием в растворе, поштучно или в одежде, поскольку каждый маршрут имеет разные допуски по оттенку и усадке.
5. Требуйте данных о готовом состоянии. Запрашивайте прочность, удлинение, усадку и воспламеняемость, измеренные после окончательной отделки, а не на сером или лабораторном образце.

Часто задаваемые вопросы

Какую температуру выдерживает арамидное волокно?

Параарамид начинает разлагаться примерно при 500°С, а метаарамид — примерно при 400°С. Ни одно волокно не плавится. Оба карбонизуются, образуя слой угля, который изолирует ткань под ним, поэтому арамид используется для защитной одежды, где плавящийся полимер прилипает к коже и значительно усугубляет ожог.

Можно ли покрасить арамидное волокно?

Да, но это сложно. Молекулы красителей с трудом проникают в высокоориентированную ароматическую структуру, поэтому производители полагаются на окрашивание в растворе, высокотемпературное окрашивание носителем или составление дисперсных и катионных систем. Окрашивание в растворе — обычный способ получения красок в больших объемах, поскольку пигмент попадает в прядильный раствор, а стойкость цвета намного выше. Всегда проверяйте соответствие красителя и волокна с помощью лабораторного погружения, прежде чем приступить к набору массы.

Почему арамид разлагается на открытом воздухе?

Ароматические полиамиды чувствительны к ультрафиолету. Постоянное воздействие солнечных лучей разрушает внешнюю поверхность волокна, и вместе с ним падает прочность. Покрытия, пленки, упаковка и ламинирование замедляют потерю. Если программа предполагает длительное пребывание на открытом воздухе, укажите испытания на остаточную прочность после ускоренного выветривания, а не полагайтесь на базовые лабораторные показатели.

Можно ли переработать арамидное волокно?

Только с трудом. Термопластичные волокна можно плавить и повторно гранулировать, но арамид не плавится. Механическая переработка позволяет разрезать его на короткое волокно для производства целлюлозы, фрикционных материалов или нетканого наполнителя, а химическая переработка остается в пилотном масштабе. Относитесь к арамидным отходам как к потоку понижения качества и соответственно закладывайте на них бюджет.