Tkanine od aramidnih vlakana

Aramidno vlakno, potpuno poznato kao "polifenilen tereftalamid", ima izvrsna svojstva kao što su ultra-visoka čvrstoća, visoki modul, otpornost na visoke temperature, otpornost na kiseline, otpornost na alkalije, mala težina, itd. Aramidno vlakno je uspješno razvilo i komercijaliziralo DuPont Kevlar Fabrics 1960-ih godina. Stoga, prije pojave karbonskih vlakana, aramidna vlakna uvijek su zauzimala tržište vlakana visokih performansi.

1/ Visoka otpornost na udarce i otpornost na pukotine

Aramidno vlakno ima izvrsnu otpornost na udarce, a budući da je čvrsto i može apsorbirati puno energije, neće puknuti pod pritiskom. Naširoko se koristi za proizvodnju oklopa za pancirne prsluke, brodove, kajake i dijelove vojnih vozila. Otpornost na udar kompozita od aramidnih vlakana je 5 puta veća od otpornosti kompozita od ugljičnih vlakana (mjereno metodom udara čekića). Ova izvanredna sposobnost otpornosti na udarce ili metke uzrokovana je stvaranjem dugih atomskih lanaca s aramidnom strukturom.

S obzirom na izvrsnu otpornost na udarce, aramidna vlakna naširoko se koriste za izradu pancirnih prsluka i materijala za oklop tenkova u vojne svrhe. Probojni prsluk obično je izrađen od desetaka slojeva aramida (kao što je kevlar), a između dva sloja nalazi se keramička ploča. Zaštitni poklopac koji koriste neka oklopna vozila (kao što je američki tenk M1) izrađen je od čeličnog aramidnog čeličnog materijala, koji može odoljeti protutenkovskim projektilima promjera 700 mm.

2／ Mala gustoća/mala težina

Aramidna vlakna imaju vrlo malu težinu, što je prednost u proizvodnji kompozitnih materijala. Iako se kompoziti od karbonskih vlakana smatraju vrlo laganima, kompoziti od aramidnih vlakana su oko 20 posto lakši od kompozita od karbonskih vlakana. Korištenje aramidne tkanine u kompozitima može povećati otpornost na udarce i habanje te smanjiti težinu kompozitnih komponenti.

Gustoća aramidnog vlakna je oko 1,45 g/cm³, a gustoća aramid/epoksi kompozita je oko 1,3 g/cm³. Izračun se temelji na epoksidnoj smoli i sredstvu za stvrdnjavanje~1,1g/cm³ i naprednoj tehnologiji koja se koristi u proizvodnji kompozitnih materijala, naime prepreg za autoklav. Gustoća kompozita od karbonskih vlakana, za koje se općenito smatra da su vrlo lagani, je blizu 1,55 g/cm³. Općenito, kompoziti od aramidnih vlakana su 20 posto lakši od kompozita od karbonskih vlakana.

Kako usporediti težinu kompozita od aramidnih vlakana i metala? 2,7 g/cm za aluminij ³, 4,5 g/cm za titan ³, 7,9 g/cm za čelik ³, Stoga su kompoziti od aramidnih vlakana 2 puta lakši od aluminija, 3 ili 4 puta lakši od titana i 6 puta lakši od čelika .

3／ Umjerena krutost, između staklenih vlakana i karbonskih vlakana

Kompoziti od aramidnih vlakana imaju veću krutost od kompozita od staklenih vlakana, ali također znatno nižu od kompozita od karbonskih vlakana. Aramidna vlakna su slična karbonskim vlaknima. Postoje mnoge vrste vlakana, uključujući vlakna standardnog, srednjeg i visokog modula, koja mogu pružiti različitu krutost i čvrstoću.

Krutost različitih vrsta vlakana je sljedeća:

Tkanina od staklenih vlakana - od 72 GPa (standardno E-staklo) do 87 GPa (staklena tkanina ojačana S);

Tkanina od karbonskih vlakana - od 230GPa (Toray T300) do 588GPa (Toray HM stupanj M60J);

Tkanina od aramida - od 96GPa (Kevlar 129 za standardni aramid) do 186GPa (Kevlar 149 za zrakoplovnu/zrakoplovnu industriju).

Zaključno, krutost aramidnih kompozita izrađenih od standardnih tkanina veća je za 30-40 posto od kompozita od staklenih vlakana i 50 posto niža od kompozita od karbonskih vlakana

4/ Otpornost na habanje

Kompoziti od aramidnih vlakana naširoko su korišteni u dijelovima sklonim habanju, kao što su zaštitne ploče za zaštitu trkaćih motora. Aramid se obično koristi u industriji ekstrakcije (kao što je rudarska industrija) za pojačanje gumene trake pokretne trake i osigurava veću čvrstoću i otpornost na habanje. Prema proizvođaču kevlara, otpornost na habanje može se poboljšati za 50-70 posto nakon ojačanja. Zbog ovih karakteristika, materijal se može koristiti za kompozitne materijale i radnu odjeću, kao što su zaštitne rukavice otporne na rezanje od aramidnih tkanina, kao što su Twaron ili Kevlar.

5/ Niska dielektrična konstanta

Dielektrična konstanta kompozitnog materijala od aramidnih vlakana je niska kao ~3,85 (10 GHz), osiguravajući dobru izvedbu i snagu aramidnog zaštitnog poklopca/radome koji prodire signal. Ova se antena naširoko koristi u vojne svrhe, primjerice na vojnim zrakoplovima.

Aramidna vlakna koja se koriste u vojnim kupolama

Kompozitno kućište/radome od aramidnih vlakana može zaštititi antenu od oštećenja i osigurati dobre performanse signala. Nasuprot tome, kompoziti od E-staklenih vlakana daju permitivnost koja odgovara 6,1 (10 GHz), što rezultira 60-postotnim smanjenjem snage i performansi antenskog signala. Osim aramidnog, koristi se i kvarcno vlakno, čija je dielektrična konstanta 3,78 (10 GHz).

6/ Ostale karakteristike

Aramidno vlakno ima niske karakteristike toplinske ekspanzije, što je vrlo stabilno na visokim temperaturama, gotovo nula. Koeficijent toplinske ekspanzije blago je negativan, što je ekvivalent (- 2,4 x 10 ⁻ ⁶/ stupanj C). Aramidno vlakno je dobar izolator i ne provodi struju.

Posebno svojstvo kompozita od aramidnih vlakana odnosi se na apsorpciju vibracija, pa se mogu koristiti za proizvodnju komponenti koje nose vibracije, kao što su konstrukcijske komponente zrakoplova.

Aramid se može ispreplesti s ugljičnim vlaknima ili stakloplastikom kako bi se formirala aramidna tkanina od ugljičnih vlakana ili aramidna tkanina od stakloplastike koja može maksimalno iskoristiti prednosti 2 vrste vlakana.

Popularni tagovi: tkanine od aramidnih vlakana