Пояснення арамідних волокон: властивості, структура переплетення та перевірка джерел для покупців тканин

Одна 12-мікронна нитка з пара-араміду несе приблизно в п’ять разів більше навантаження на розрив, ніж сталевий дріт такого ж діаметру, приблизно в одну п’яту ваги. Це співвідношення пояснює, чому арамідні волокна сидять усередині шинного корду, стійких до порізів рукавичок, корпусів пожежників, ламінату корпусу та промислових фільтрувальних пакетів. У постачальниках тканин арамід рідко купують на метри. Його купують у порівнянні з типом пошкодження, незалежно від того, чи це крапельне розплавлення, поріз, полум’я, втома чи подовження, і відповідність волокна цьому режиму пошкодження має набагато більше значення, ніж порівняння ціни за кілограм.

Що таке арамідні волокна насправді

Арамідні волокна — це синтетичні поліаміди, у яких принаймні 85 відсотків амідних зв’язків приєднуються безпосередньо до двох ароматичних кілець. Жорсткий, схожий на стрижень, хребет відрізняє їх від нейлону. Ароматичні кільця протистоять обертанню, тому полімерний ланцюг залишається майже прямим, щільно упакованим і виробляє нитку з високою міцністю на розрив, високим модулем і температурою розкладання, що значно перевищує діапазон плавлення звичайних термопластів.

Дві структурні гілки мають комерційне значення. Пара-арамід, хімічно відомий як PPTA, формується з рідкого кристалічного розчину, тому молекулярні ланцюги майже ідеально вирівнюються вздовж осі волокна. Мета-арамід, або MPIA, виробляється зі звичайного розчину та зберігає зігнутий зигзагоподібний ланцюг. Ця єдина різниця в геометрії ланцюга пояснює майже кожне число в описі двох волокон, і саме тому вони майже ніколи не замінюють одне одного в кваліфікованому продукті.

Обидва волокна поділяють одну поведінку, яка спонукає більшість рішень щодо їх купівлі: вони не плавляться. Нагріваючись до межі терміну служби, арамідні тканини карбонізуються та утворюють шар обугілля на поверхні, а не капають. У захисному одязі ця відмінність є головним, оскільки волокно, що плавиться, з’єднується зі шкірою та поглиблює опік. Обидва також стійкі до більшості органічних розчинників, паливно-мастильних матеріалів, хоча сильні кислоти та основи руйнують їх. Пара-арамід особливо чутливий до ультрафіолетового світла, тому вироби з араміду для зовнішнього використання зазвичай покривають, ламінують або обгортають.

Пара-арамід проти мета-араміду

Вибір між пара-арамідом і мета-арамідом зводиться до того, чи потребує застосування механічна міцність чи властива вогнестійкість, і дуже небагато застосувань потребують обох одночасно. Почніть із режиму відмови, і виділення волокон зазвичай встановлюється самостійно.

Якщо ви вказуєте захисний одяг, почніть з мета-араміду і переходьте до суміші пара-араміду лише тоді, коли стійкість до порізів або стирання є обмежуючим фактором. Якщо ви армуєте гуму, смолу або кабель, пара-арамід є єдиною розумною відправною точкою. Змішування обох можливе і відбувається в робочому одязі, але кожен доданий відсоток пара-араміду різко підвищує вартість, водночас дуже мало сприяючи вогнестійкості.

Арамід не плавиться, він карбонізується. Майже кожна специфікація, метод випробування та сертифікація в цій категорії відстежують цю властивість.

Як арамідне волокно стає тканиною

Арамід потрапляє на млин у вигляді безперервної або штапельної пряжі, і ткана структура так само сильно впливає на кінцеві характеристики, як і саме волокно. Філаментна нитка потрапляє в структурну арматуру, мотузку та корд шини, де не можна допускати ковзання зламаної нитки. Штапельна пряжа забезпечує м’якість рук, що використовується для рукавичок, вогнестійкого одягу та змішаних тканин, а мета-арамід часто змішують з бавовною, віскозою або модакрилом, щоб знизити вартість одиниці, зберігаючи властиву вогнестійкість.

Потім дизайн Weave вирішує, що саме тканина буде робити на підлозі.

• Полотняне переплетення забезпечує найвищу щільність переплетення, тому забезпечує найкращу стійкість до розрізання та стирання за рахунок жорсткішої руки.
• саржа є м’якшим і більш драпірованим із хорошою міцністю на розрив, тому він домінує у вогнестійких оболонках робочого одягу.
• Сатин забезпечує гладку поверхню, яка добре сприймає покриття та ламінування, і часто використовується як базова тканина для технічного ламінату.
• Трикотажні та махрові конструкції рукавички для ручки та комфортний шар, який надягають на шкіру.

Оздоблення – це місце, де більшість проектів стикаються з проблемами. Арамід справді важко фарбувати. Щільно упакована ароматична структура протистоїть водорозчинним барвникам, тому волокно або фарбують у розчині з додаванням пігменту прямо в прядильний розчин, або фарбують під високою температурою та тиском за допомогою носіїв і спеціально розроблених дисперсних або катіонних систем. Відповідність хімічного складу барвника типу волокна є однією з найпоширеніших причин бракованих партій араміду.

Оздоблення, що наносяться після фарбування, включаючи водовідштовхувальні, вогнезахисні підсилювачі, покриття та антистатичну обробку, також повинні бути сумісні з волокном. Покриття з’єднуються з арамідною поверхнею механічно, а не хімічно, тому поверхнева енергія та попередня обробка тут важливіші, ніж для бавовни.

Де арамідне волокно заробляє свою ціну

Арамідні волокна з’являються скрізь, де поломка має серйозні наслідки, і жодна економічна заміна не перевищить ту саму планку продуктивності. Список застосувань короткий, тому що волокно дороге, і довгий, оскільки в кожному випадку альтернатива важча, товща або просто небезпечна.

• Захист людей охоплює стійкі до порізів рукавички, вогнестійкий робочий одяг, снаряди для пожежників, військові та поліцейські тканини та льотні костюми.
• Транспорт покладається на арамід для корду шини, посилення гальмівних колодок, посилення ременів і шлангів, а також ременів безпеки.
• Промисловість використовує його у високотемпературних фільтрувальних мішках, конвеєрних стрічках, канатах і швартовних канатах, прокладках і ущільненнях.
• Композити та конструкції включають корпуси човнів, внутрішні панелі літаків, компоненти вітрової енергії, спортивні товари та тканини для посилення конструкцій будівель.
• Електричні та оптичні У додатках використовується арамід як міцний елемент в оптичних кабелях і спеціальних кабельних збірках.

Арамід рідко перемагає лише силою. Він виграє, оскільки зберігає свої розміри та форму при температурах, коли поліестер уже давно перетворився на рідину.

У тканому фільтруючому середовищі арамідна тканина поглинає повторювані механічні удари імпульсно-струминного циклу очищення, не повзучи, як це роблять гомополімерні волокна, тому вона витримує цементні, асфальтні та металообробні заводи. Тканини, що використовуються в промислових фільтрах і сітках залежать саме від цієї комбінації стабільності розмірів і термостійкості.

Коли арамід перевищення специфікації

Арамід є неправильною покупкою, коли вогнестійкість, необхідна для застосування, може бути забезпечена обробкою, а не самим волокном. Арамід коштує в кілька разів більше, ніж коштує бавовна, його важче фарбувати та обробити, і його часто неможливо розм’якшити на стандартному обладнанні.

Для програм одягу, які справді не потребують араміду, пофарбована тканина із сумішшю бавовни, як-от модальна бавовна, віскоза-бавовна та тенсел-бавовна, забезпечує міцне відчуття рукою, драпірування та можливість фарбування за частку вартості одиниці. Фабрика, що працює в одному ланцюзі з фарбування та фінішної обробки, зазвичай може замовити порівнянну конструкцію швидше, ніж спеціальний постачальник араміду, а діапазон відтінків набагато ширший.

Бавовняні пофарбовані тканини для програм одягу Ознайомтеся зі змішаними бавовняними пофарбованими тканинами, включно з варіантами Tencel, modal і бавовняний шовк, для програм одягу, які потребують відчуття рук, драпірування та фарбування. Переглянути продукт →

З точки зору промисловості, пофарбована тканина з бавовняним покриттям надає стійкість до стирання та водовідштовхувальну здатність на тканій основі, яка покриває значну частину тієї самої землі, що й ароматична тканина, за набагато нижчої ціни на метр.

Фарбовані тканини з покриттям і тканини з бавовняним покриттям Дивіться пофарбовану тканину, включно з бавовняним саржевим покриттям GS3170, для функціональних текстильних виробів, які потребують водонепроникності, стійкості до масел або УФ-променів. Переглянути продукт →

Що потрібно підтвердити перед покупкою

Постачання арамідної тканини живе або вмирає за коротким переліком параметрів, і жоден із них не може бути підтверджений лише загальним аркушем специфікацій. Опрацюйте їх по порядку.

1. Спочатку визначте режим відмови. Запишіть, що має витримати тканина, будь то вплив полум’я, небезпека порізу, цикл втоми чи термін служби УФ, перш ніж розглядати будь-яке волокно.
2. Перевірте тип волокна та співвідношення суміші. Пара-арамід і мета-арамід не є взаємозамінними, і відсоток, наведений як приблизний, не є специфікацією.
3. Зафіксуйте конструкцію. Підтвердьте кількість ниток, вагу сірої пряжі, ширину та переплетення. Різниця в продуктивності між простим і саржевим арамідом однакової ваги досить велика, щоб змінити результат тесту.
4. Погодьте маршрут забарвлення. Визначтеся між фарбуванням розчином, штучним фарбуванням і фарбуванням одягу перед відбором зразків, тому що кожен шлях має різні допуски на відтінок і усадку.
5. Потрібні дані про готовий стан. Вимагайте, щоб міцність, подовження, усадка та горючість вимірювалися після остаточної обробки, а не на сірому або лабораторному зразку.

Часті запитання

Яку температуру витримує арамідне волокно?

Пара-арамід починає розкладатися при приблизно 500 C, а мета-арамід — приблизно при 400 C. Жодне волокно не плавиться. Обидва карбонізуються, утворюючи шар обугілля, який ізолює тканину за ним, тому арамід призначений для захисного одягу, де танення полімеру з’єднується зі шкірою та погіршує опік.

Чи можна фарбувати арамідне волокно?

Так, але це важко. Молекули барвника намагаються проникнути у високоорієнтовану ароматичну структуру, тому виробники покладаються на фарбування розчином, фарбування при високій температурі носія або складені дисперсні та катіонні системи. Фарбування розчином є звичайним шляхом для фарб великого об’єму, оскільки пігмент потрапляє в прядильний розчин і стійкість кольору набагато краща. Завжди підтверджуйте збіг барвника з волокном за допомогою лабораторного занурення, перш ніж приступати до масового виробництва.

Чому арамід розкладається на відкритому повітрі?

Ароматичні поліаміди чутливі до ультрафіолету. Тривалий вплив сонячних променів руйнує зовнішню поверхню волокна, і міцність падає. Покриття, плівки, обгортання та ламінування уповільнюють втрату. Якщо програма передбачає тривалий вплив на відкритому повітрі, вкажіть випробування на залишкову міцність після прискореного вивітрювання, а не покладайтеся на вихідні дані лабораторії.

Чи можна переробити арамідне волокно?

Тільки з працею. Термопластичні волокна можна розплавити та повторно гранулювати, але арамід не плавиться. Механічна переробка може розрізати його на короткі волокна для целюлози, фрикційних матеріалів або нетканого наповнювача, а хімічна переробка залишається в пілотному масштабі. Ставтеся до арамідних відходів як до потоку знижених класів і сплачуйте їх відповідно.