Тканини з арамідного волокна

Арамідне волокно, повністю відоме як «поліфенілентерефталамід», має чудові властивості, такі як надвисока міцність, високий модуль, стійкість до високих температур, кислотостійкість, стійкість до лугів, легка вага тощо. Арамідне волокно було успішно розроблено та комерційно реалізовано DuPont Kevlar Fabrics. в 1960-х роках. Тому до появи вуглецевого волокна арамідне волокно завжди займало ринок високопродуктивного волокна.

1/ Висока стійкість до ударів і розтріскування

Арамідне волокно має чудову ударостійкість, а оскільки воно міцне та може поглинати багато енергії, воно не трісне під тиском. Він широко використовується для виготовлення броні для бронежилетів, кораблів, байдарок і деталей військової техніки. Стійкість до ударів композиту з арамідного волокна в 5 разів перевищує міцність композиту з вуглецевого волокна (вимірюється методом ударного молотка). Ця надзвичайна протиударна або протикульна здатність спричинена утворенням довгих атомних ланцюгів з арамідною структурою.

З огляду на відмінну ударостійкість арамідне волокно широко використовується для виготовлення бронежилетів і танкових броньових матеріалів військового призначення. Бронежилет зазвичай складається з десятків шарів араміду (наприклад, кевлару) і містить керамічну пластину між двома шарами. Захисний кожух, який використовується в деяких бронетехніках (наприклад, американському танку M1), виготовлений із арамідної сталі, яка може протистояти протитанковим ракетам діаметром 700 мм.

2／ Низька щільність/мала вага

Арамідне волокно має дуже малу вагу, що є перевагою при виготовленні композитних матеріалів. Хоча композити з вуглецевого волокна вважаються дуже легкими, композити з арамідного волокна приблизно на 20 відсотків легші за композити з вуглецевого волокна. Використання арамідної тканини в композитах може підвищити ударостійкість і зносостійкість, а також зменшити вагу компонентів композиту.

Щільність арамідного волокна становить близько 1,45 г/см³, щільність арамідного/епоксидного композиту становить близько 1,3 г/см³. Розрахунок базується на епоксидній смолі та затверджувачі ~ 1,1 г/см ³ і передовій технології, що використовується у виробництві композитних матеріалів, а саме препрегу для автоклавування. Щільність композитів з вуглецевого волокна, які зазвичай вважаються дуже легкими, наближається до 1,55 г/см³. Загалом, композити з арамідного волокна на 20 відсотків легші за композити з вуглецевого волокна.

Як порівняти вагу композитів з арамідних волокон і металів? 2,7 г/см для алюмінію ³, 4,5 г/см для титану ³, 7,9 г/см для сталі ³. Отже, композити з арамідного волокна в 2 рази легші за алюміній, у 3 або 4 рази легші за титан і в 6 разів легші за сталь .

3／ Помірна жорсткість, між скловолокном і вуглецевим волокном

Композиції з арамідного волокна мають вищу жорсткість, ніж композити зі скловолокна, але також значно нижчу, ніж композити з вуглецевого волокна. Арамідні волокна схожі на вуглецеві. Існує багато типів волокон, включаючи стандартні, середні та високомодульні волокна, які можуть забезпечувати різну жорсткість і міцність.

Жорсткість волокон різних типів наступна:

Склотканина - від 72 ГПа (стандартне Е-скло) до 87 ГПа (S-армована склотканина);

Тканина з вуглецевого волокна - від 230 ГПа (Toray T300) до 588 ГПа (Toray HM grade M60J);

Арамідна тканина - від 96 ГПа (Кевлар 129 для стандартного араміду) до 186 ГПа (Кевлар 149 для літаків/авіаційної промисловості).

На закінчення можна сказати, що жорсткість арамідних композитів, виготовлених зі стандартних тканин, на 30-40 відсотків вища, ніж у скловолоконних композитів, і на 50 відсотків нижча, ніж у вуглецевих композитів

4/ Стійкість до стирання

Арамідні волокнисті композити широко використовуються в деталях, схильних до зносу, таких як опорні пластини для захисту гоночних двигунів. Арамід зазвичай використовується у видобувній промисловості (наприклад, гірничодобувній промисловості) для посилення гумової стрічки конвеєрної стрічки та забезпечення більшої міцності та зносостійкості. За словами виробника кевлару, зносостійкість можна покращити на 50-70 відсотків після посилення. Завдяки цим характеристикам цей матеріал можна використовувати для композитних матеріалів і робочого одягу, наприклад, стійких до порізів захисних рукавичок з використанням арамідних тканин, таких як Twaron або Kevlar.

5/ Низька діелектрична проникність

Діелектрична проникність арамідного волокнистого композитного матеріалу становить лише ~3,85 (10 ГГц), що забезпечує хорошу продуктивність і міцність арамідного захисного покриття/радома, що проникає через сигнал. Ця антена широко використовується у військових цілях, наприклад, на військових літаках.

Арамідне волокно, яке використовується у військових обтекателях

Композитний корпус з арамідного волокна може захистити антену від пошкоджень і забезпечити хороші характеристики сигналу. Навпаки, композити з Е-скловолокна забезпечують діелектричну проникність, що відповідає 6,1 (10 ГГц), що призводить до 60-відсоткового зниження потужності та продуктивності сигналу антени. Крім арамідного волокна використовується також кварцове волокно, діелектрична проникність якого становить 3,78 (10 ГГц).

6/ Інші особливості

Арамідне волокно має низькі характеристики теплового розширення, яке дуже стабільно при високих температурах, майже нульових. Коефіцієнт теплового розширення трохи від’ємний, еквівалентний (- 2,4 x 10 ⁻ ⁶/градус C). Арамідне волокно є хорошим ізолятором і не проводить електрику.

Особлива властивість композитів з арамідного волокна пов’язана з поглинанням вібрації, тому їх можна використовувати для виготовлення компонентів, що несуть вібрацію, наприклад компонентів конструкції літаків.

Арамід може переплітатися з вуглецевим волокном або скловолокном, утворюючи арамідну тканину з вуглецевого волокна або арамідну тканину зі скловолокна, яка може максимізувати переваги 2 типів волокна.

Популярні Мітки: тканини з арамідного волокна