ከአራቱ ከፍተኛ አፈጻጸም ካላቸው ፋይበሮች አንዱ፡ አራሚድ ፋይበር

አራሚድ ፋይበር፣ ለአሮማቲክ ፖሊአሚድ ፋይበር አጭር የሆነው፣ በቻይና ውስጥ ለልማት ቅድሚያ ከሚሰጧቸው አራት ከፍተኛ አፈጻጸም ካላቸው ፋይበሮች መካከል ተዘርዝሯል፣ ከካርቦን ፋይበር፣ እጅግ በጣም ከፍተኛ ሞለኪውላዊ ክብደት ፖሊኢታይሊን ፋይበር (UHMWPE) እና ባሳሌት ፋይበር ጋር። ልክ እንደ ተራ ናይሎን፣ አራሚድ ፋይበር በዋናው ሞለኪውላዊ ሰንሰለት ውስጥ የአሚድ ትስስር ያላቸው የፖሊአሚድ ፋይበር ቤተሰብ ነው። ዋናው ልዩነት በመተሳሰሪያው ላይ ነው፡ የናይለን አሚድ ቦንዶች ከአሊፋቲክ ቡድኖች ጋር የተገናኙ ሲሆኑ አራሚዶች ደግሞ ከቤንዚን ቀለበቶች ጋር የተጣመሩ ናቸው። ይህ ልዩ ሞለኪውላዊ መዋቅር የአራሚድ ፋይበር እጅግ በጣም ከፍተኛ የአክሲያል ጥንካሬ (>20cN/dtex) እና ሞዱለስ (>500GPa) ይሰጣል፣ ይህም ከፍተኛ ደረጃ ያላቸውን ኬብሎች ለማጠናከር ተመራጭ ቁሳቁስ ያደርገዋል።

የአራሚድ ፋይበር ዓይነቶች

የአራሚድ ፋይበርበዋናነት ሙሉ በሙሉ አሮማቲክ ፖሊአሚድ ፋይበሮችን እና ሄትሮሳይክሊክ አሮማቲክ ፖሊአሚድ ፋይበሮችን ያካትታል፣ እነዚህም በኦርቶ-አራሚድ፣ ፓራ-አራሚድ (PPTA) እና ሜታ-አራሚድ (PMTA) ሊመደቡ ይችላሉ። ከእነዚህም መካከል ሜታ-አራሚድ እና ፓራ-አራሚድ በኢንዱስትሪ የተገነቡ ናቸው። ከሞለኪውላር መዋቅር አንፃር፣ በእነዚህ ሁለት መካከል ያለው ዋና ልዩነት የአሚድ ትስስር በተያያዘበት የቤንዚን ቀለበት ውስጥ ባለው የካርቦን አቶም አቀማመጥ ላይ ነው። ይህ የመዋቅር ልዩነት በሜካኒካል ባህሪያት እና በሙቀት መረጋጋት ላይ ከፍተኛ ልዩነቶችን ያስከትላል።

ፓራ-አራሚድ

ፓራ-አራሚድ ወይም ፖሊ(p-phenylene terephthalamide) (PPTA)፣ በቻይና አራሚድ 1414 በመባልም የሚታወቀው፣ ከ85% በላይ የአሚድ ትስስር ያለው መስመራዊ ከፍተኛ ፖሊመር ሲሆን ከአሮማቲክ ቀለበቶች ጋር በቀጥታ የተገናኙ ናቸው። በዓለም ገበያ ላይ ከፍተኛ የንግድ ስኬት ያስመዘገቡት የዱፖንት ኬቭላር® እና የቴይጂን ትዋሮን® ምርቶች ናቸው። ይህ በፈሳሽ ክሪስታሊን ፖሊመር ስፒን መፍትሄ የተመረተ የመጀመሪያው ፋይበር ሲሆን ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸው ሰው ሰራሽ ፋይበሮችን አዲስ ዘመን አስጀምሯል። በሜካኒካል ባህሪያት ረገድ፣ የመሸከም ጥንካሬው 3.0–3.6 GPa፣ የላስቲክ ሞዱለስ 70–170 GPa እና በ2–4% ጊዜ ሊራዘም ይችላል። እነዚህ ልዩ ባህሪያት በኦፕቲካል ገመድ ማጠናከሪያ፣ በባላስቲክ ጥበቃ እና በሌሎች መስኮች የማይተኩ ጥቅሞችን ይሰጡታል።

ሜታ-አራሚድ

ሜታ-አራሚድ ወይም ፖሊ(m-ፌኒሊን ኢሶፍታላሚድ) (PMTA)፣ በቻይና አራሚድ 1313 በመባልም የሚታወቀው፣ ከፍተኛ የሙቀት መጠንን የሚቋቋም ኦርጋኒክ ፋይበር ግንባር ቀደም ነው። ሞለኪውላዊ መዋቅሩ ሜታ-ፌኒሊን ቀለበቶችን የሚያገናኙ የአሚድ ቡድኖችን ያቀፈ ሲሆን በ3-ልኬት ኔትወርክ ውስጥ በጠንካራ ሞለኪውላር ሃይድሮጂን ቦንዶች የተረጋጋ የዚግዛግ መስመራዊ ሰንሰለት ይፈጥራል። ይህ መዋቅር ፋይበሩን እጅግ በጣም ጥሩ የእሳት መከላከያ፣ የሙቀት መረጋጋት እና የጨረር መቋቋም ይሰጣል። የተለመደው ምርት ዱፖንትስ ኖሜክስ® ሲሆን ከ28-32 የሚደርስ ሊሚቲንግ ኦክስጅን ኢንዴክስ (LOI)፣ 275°ሴ አካባቢ የሆነ የመስታወት ሽግግር ሙቀት እና ከ200°ሴ በላይ የሆነ ቀጣይነት ያለው የአገልግሎት ሙቀት ያለው ሲሆን ይህም በእሳት መቋቋም በሚችሉ ኬብሎች እና ከፍተኛ የሙቀት መከላከያ ቁሳቁሶች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ እንዲውል ያደርገዋል።

የአራሚድ ፋይበር አስደናቂ ባህሪያት

የአራሚድ ፋይበር እጅግ በጣም ከፍተኛ ጥንካሬ፣ ከፍተኛ ሞዱለስ፣ የሙቀት መቋቋም፣ የአሲድ እና የአልካላይን መቋቋም፣ ዝቅተኛ ክብደት፣ መከላከያ፣ የእርጅና መቋቋም፣ ረጅም የህይወት ዑደት፣ የኬሚካል መረጋጋት፣ በቃጠሎ ወቅት የቀለጠ ጠብታዎች አለመኖር እና መርዛማ ያልሆነ የጋዝ ልቀትን ይሰጣል። ከኬብል አተገባበር አንፃር፣ ፓራ-አራሚድ በሙቀት መቋቋም ሜታ-አራሚድን በተሻለ ሁኔታ ያከናውናል፣ ከ -196 እስከ 204°ሴ ባለው የማያቋርጥ የአገልግሎት የሙቀት ክልል እና በ500°ሴ ምንም አይነት መበስበስ ወይም መቅለጥ የለም። የፓራ-አራሚድ በጣም የሚታወቁ ባህሪያት እጅግ በጣም ከፍተኛ ጥንካሬ፣ ከፍተኛ ሞዱለስ፣ የሙቀት መቋቋም፣ የኬሚካል መቋቋም እና ዝቅተኛ ጥግግት ያካትታሉ። ጥንካሬው ከ 25 ግራም/dtex ይበልጣል - ከከፍተኛ ጥራት ካለው ብረት ከ 5 እስከ 6 እጥፍ፣ ከፋይበርግላስ 3 እጥፍ እና ከከፍተኛ ጥንካሬ ካለው ናይለን የኢንዱስትሪ ክር በእጥፍ ይበልጣል። ሞዱለስ ከብረት ወይም ፋይበርግላስ 2-3 እጥፍ እና ከከፍተኛ ጥንካሬ ካለው ናይለን 10 እጥፍ ይበልጣል። ከብረት ሽቦ በእጥፍ የሚበልጥ ጠንካራ ሲሆን ክብደቱም 1/5 ያህል ብቻ ስለሆነ በኦፕቲካል ኬብሎች፣ በባህር ሰርጓጅ ኬብሎች እና በሌሎች ከፍተኛ ደረጃ ባላቸው የኬብል ዓይነቶች ውስጥ እንደ ማጠናከሪያነት ለመጠቀም በጣም ተስማሚ ያደርገዋል።

የአራሚድ ፋይበር ሜካኒካል ባህሪያት

ሜታ-አራሚድ ከተለመደው ፖሊስተር፣ ጥጥ ወይም ናይለን የበለጠ የመሰባበር ጥንካሬ ያለው ተለዋዋጭ ፖሊመር ነው። ከፍተኛ የማራዘም ፍጥነት፣ ለስላሳ የእጅ ስሜት፣ ጥሩ የማሽከርከር ችሎታ ያለው ሲሆን አጫጭር ክሮች ወይም የተለያዩ ዴኒየሮች ባሉ ክሮች ሊመረት ይችላል። በመደበኛ የጨርቃጨርቅ ማሽነሪዎች በመጠቀም ወደ ጨርቆች እና ያልተሸመኑ ሊሾሩ እና የተለያዩ ኢንዱስትሪዎች የመከላከያ ልብስ ፍላጎቶችን ለማሟላት ሊሰሩ ይችላሉ። በኤሌክትሪክ መከላከያ ውስጥ፣ የሜታ-አራሚድ የእሳት መከላከያ እና የሙቀት መከላከያ ባህሪያት ጎልተው ይታያሉ። ከ28 በላይ በሆነ LOI፣ እሳቱን ከለቀቀ በኋላ ማቃጠል አይቀጥልም። የነበልባል መከላከያው ለኬሚካላዊ መዋቅሩ ውስጣዊ ነው፣ ይህም በቋሚነት የእሳት መከላከያ ያደርገዋል - በማጠብ ወይም ለረጅም ጊዜ ጥቅም ላይ በመዋሉ ምክንያት የአፈጻጸም መጥፋትን ይቋቋማል። ሜታ-አራሚድ በጣም ጥሩ የሙቀት መረጋጋት አለው፣ በ205°ሴ ቀጣይነት ያለው አጠቃቀም እና ከ205°ሴ በላይ ባለው የሙቀት መጠን እንኳን ጠንካራ ጥንካሬን ይይዛል። የመበስበስ የሙቀት መጠኑ ከፍተኛ ነው፣ እና በከፍተኛ ሙቀት አይቀልጥም ወይም አይንጠባጠብም፣ ከ370°ሴ በላይ ካርቦኒዜሽን ማድረግ ብቻ ይጀምራል። እነዚህ ባህሪያት በከፍተኛ ሙቀት ወይም እሳትን በሚቋቋሙ ኬብሎች ውስጥ ለመከላከያ እና ለማጠናከሪያ ተስማሚ ያደርጉታል።

የአራሚድ ፋይበር የኬሚካል መረጋጋት

ሜታ-አራሚድ ለአብዛኛዎቹ ኬሚካሎች እና ለተከማቹ ኢንኦርጋኒክ አሲዶች እጅግ በጣም ጥሩ የመቋቋም ችሎታ አለው፣ ምንም እንኳን ለተከማቹ ሰልፈሪክ እና ናይትሪክ አሲዶች ስሜታዊ ቢሆንም። እንዲሁም በክፍል ሙቀት ጥሩ የአልካላይን መቋቋም አለው።

የአራሚድ ፋይበር የጨረር መቋቋም

ሜታ-አራሚድ ልዩ የጨረር መቋቋም ችሎታ አለው። ለምሳሌ፣ ለረጅም ጊዜ ለ1.2×10⁻² W/cm² የአልትራቫዮሌት ብርሃን እና 1.72×10⁸ ራድ ጋማ ጨረሮች መጋለጥ ሲኖር፣ ጥንካሬው ሳይለወጥ ይቆያል። ይህ አስደናቂ የጨረር መቋቋም በተለይ በኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች እና በጠፈር መንኮራኩሮች ውስጥ ለሚጠቀሙ ኬብሎች ተስማሚ ያደርገዋል።

የአራሚድ ፋይበር ዘላቂነት

ሜታ-አራሚድ እንዲሁ በጣም ጥሩ የመቧጨር እና የኬሚካል መቋቋም ችሎታ አለው። ከ100 እጥበት በኋላ፣ ከአገር ውስጥ ከሚመረተው ሜታ-አራሚድ የተሰራ ጨርቅ ከ85% በላይ የመጀመሪያውን የመቀደድ ጥንካሬ ይይዛል። በኬብል አፕሊኬሽኖች ውስጥ፣ ይህ ዘላቂነት የረጅም ጊዜ ሜካኒካል እና የኤሌክትሪክ አፈጻጸም መረጋጋትን ያረጋግጣል።

የአራሚድ ፋይበር አፕሊኬሽኖች

አራሚድ ፋይበር በቻይና ኤሮስፔስ፣ አውቶሞቲቭ፣ ኤሌክትሮሜካኒካል፣ ኮንስትራክሽን እና የስፖርት ኢንዱስትሪዎች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ የሚውለው እጅግ በጣም ጥሩ የሜካኒካል ባህሪያት፣ ከፍተኛ የሙቀት መጠን መቋቋም እና የኬሚካል መረጋጋት ስላለው ነው። ለከፍተኛ አፈጻጸም ኢንዱስትሪዎች የወደፊት እድገት ቁልፍ ቁሳቁስ ተደርጎ ይወሰዳል። በተለይም አራሚድ በመገናኛ ኦፕቲካል ኬብሎች፣ በሃይል ኬብሎች፣ በከፍተኛ ሙቀት መቋቋም በሚችሉ ኬብሎች፣ በባህር ሰርጓጅ ኬብሎች እና በልዩ ኬብሎች መስክ የማይተካ ሚና ይጫወታል።

ኤሮስፔስ እና ወታደራዊ መስኮች

የአራሚድ ፋይበር ዝቅተኛ ጥግግት፣ ከፍተኛ ጥንካሬ እና እጅግ በጣም ጥሩ የዝገት መቋቋም ችሎታ አለው። እንደ ሮኬት ሞተር ካሴቶች እና ብሮድባንድ ራዶም መዋቅሮች ባሉ የአየር ላይ ተሽከርካሪዎች መዋቅራዊ ክፍሎች ውስጥ በስፋት ይተገበራል። የተዋሃዱ ቁሳቁሶቹ እጅግ በጣም ጥሩ የውጥረት መቋቋም እና የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ግልጽነት ያሳያሉ፣ ይህም የአውሮፕላን ክብደትን በእጅጉ ይቀንሳል እና ደህንነትን ያሻሽላል። በመከላከያ ዘርፍ፣ አራሚድ በጥይት መከላከያ ጃኬቶች፣ የራስ ቁር እና ፍንዳታን በሚቋቋሙ ኮንቴይነሮች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል፣ ይህም ለቀጣዩ ትውልድ ቀላል ክብደት ያለው ወታደራዊ ጥበቃ ግንባር ቀደም ቁሳቁስ ያደርገዋል።

የግንባታ እና የትራንስፖርት መስኮች

በግንባታ ኢንዱስትሪ ውስጥ፣ አራሚድ ፋይበር ቀላል ክብደት፣ ተለዋዋጭነት እና የዝገት መቋቋም ስላለው ለመዋቅራዊ ማጠናከሪያ እና ለድልድይ ኬብል ስርዓቶች ጥቅም ላይ ይውላል። በተለይም መደበኛ ያልሆኑ መዋቅሮችን ለማጠናከር ውጤታማ ነው። በትራንስፖርት ውስጥ፣ አራሚድ ለመኪናዎች እና ለአውሮፕላን የጎማ ገመድ ጨርቆች ውስጥ ይተገበራል። በአራሚድ የተጠናከሩ ጎማዎች ከፍተኛ ጥንካሬ፣ የመወጋት መቋቋም፣ የሙቀት መቋቋም እና ረጅም የአገልግሎት ዘመን ይሰጣሉ፣ የዘመናዊ ከፍተኛ ፍጥነት ያላቸው ተሽከርካሪዎችን እና አውሮፕላኖችን የአፈፃፀም ፍላጎቶች ያሟላሉ።

የኤሌክትሪክ፣ የኤሌክትሮኒክስ እና የኬብል ኢንዱስትሪ

የአራሚድ ፋይበር በተለይ በኤሌክትሪክ፣ በኤሌክትሮኒክስ እና በሽቦ እና በኬብል ማምረቻ ዘርፎች በተለይም በሚከተሉት ዘርፎች ላይ ጉልህ የሆነ አተገባበር አለው፡

በኦፕቲካል ኬብሎች ውስጥ የመወዛወዝ አባላት፡- ከፍተኛ የመወዛወዝ ጥንካሬ እና ሞዱለስ ስላለው፣ አራሚድ ፋይበር በመገናኛ ኦፕቲካል ኬብሎች ውስጥ የመወዛወዝ አባል ሆኖ ያገለግላል፣ ስስ የሆኑ የኦፕቲካል ፋይበሮችን በውጥረት ስር ካለው መበላሸት ይጠብቃል እና የተረጋጋ የሲግናል ስርጭትን ያረጋግጣል።

በኬብሎች ውስጥ ማጠናከሪያ፡- በልዩ ኬብሎች፣ በባህር ሰርጓጅ መርከቦች፣ በኃይል ኬብሎች እና ከፍተኛ ሙቀት በሚቋቋሙ ኬብሎች ውስጥ አራሚድ በተለምዶ እንደ ማዕከላዊ ማጠናከሪያ አካል ወይም የጦር ትጥቅ ንብርብር ያገለግላል። ከብረት ማጠናከሪያዎች ጋር ሲነጻጸር አራሚድ በዝቅተኛ ክብደት የላቀ ጥንካሬ ይሰጣል፣ የኬብል የመሸከም ጥንካሬን እና የሜካኒካል መረጋጋትን በእጅጉ ያሻሽላል።

መከላከያ እና የእሳት መከላከያ፡- የአራሚድ ውህዶች እጅግ በጣም ጥሩ ዳይኤሌክትሪክ እና የሙቀት መረጋጋት አላቸው። በኬብል መከላከያ ንብርብሮች፣ በእሳት መከላከያ ጃኬቶች እና ሃሎጅን-ነጻ ዝቅተኛ ጭስ ሽፋን ላይ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ። የአራሚድ ወረቀት፣ በሙቀት መከላከያ ቫርኒሽ ከተቀባ በኋላ፣ ከፍተኛ ሙቀት በሚቋቋም ሞተሮች እና ትራንስፎርመሮች ውስጥ ጥቅም ላይ እንዲውል ከተፈጥሯዊ ሚካ ጋር ተጣምሮ ጥቅም ላይ ይውላል።

የእሳት መከላከያ እና የባቡር ትራንስፖርት ኬብሎች፡ የአራሚድ ፋይበር በውስጡ ያለው የእሳት መከላከያ እና የሙቀት መቋቋም በመርከብ ሰሌዳ ኬብሎች፣ በባቡር ትራንስፖርት ኬብሎች እና በኑክሌር ደረጃ እሳት መከላከያ ኬብሎች ውስጥ ለመጠቀም ተስማሚ ያደርገዋል፣ የደህንነት መስፈርቶች ጥብቅ ናቸው።

EMC እና ቀላል ክብደት፡- የአራሚድ እጅግ በጣም ጥሩ የኤሌክትሮማግኔቲክ ግልጽነት እና ዝቅተኛ ዳይኤሌክትሪክ ቋሚነት ለኢኤምአይ መከላከያ ንብርብሮች፣ ለራዳር ራዶሞች እና ለኦፕቶኤሌክትሮኒክ ውህደት ክፍሎች ተስማሚ ያደርገዋል፣ ይህም የኤሌክትሮማግኔቲክ ተኳሃኝነትን ለማሻሻል እና የስርዓት ክብደትን ለመቀነስ ይረዳል።

ሌሎች አፕሊኬሽኖች

ከፍተኛ የሆነ የአሮማቲክ ቀለበት ይዘት ስላለው፣ የአራሚድ ፋይበር እጅግ በጣም ጥሩ የኬሚካል መረጋጋት እና የዝገት መቋቋም ችሎታ ስላለው፣ በከባድ አካባቢዎች ውስጥ ለባህር ገመዶች፣ ለዘይት ቁፋሮ ኬብሎች እና በላይኛው የመተላለፊያ ኦፕቲካል ኬብሎች ተስማሚ ያደርገዋል። እንዲሁም በፕሪሚየም የስፖርት መሳሪያዎች፣ በመከላከያ ማርሾች እና በአውቶሞቲቭ ብሬክ ፓዶች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል፣ እና በአስቤስቶስ እና በማሸግ አፕሊኬሽኖች፣ በሙቀት መከላከያ ፓነሎች እና በሌሎች የማተሚያ ክፍሎች ውስጥ ለአካባቢ ተስማሚ አማራጭ ሆኖ እየጨመረ በመምጣቱ አፈጻጸምን እና የአካባቢ ደህንነትን ያረጋግጣል።