A tulajdonságok az aramid szálak
Folyamatos Rost: Aramidszál
Aramid szálak egy osztály aromás poliamid szálak. Ezek kémiai kapott szálakat alapuló lineáris rostképző poliamid, amelyben legalább 85% -a az amid csoport közvetlenül kapcsolódik két aromás gyűrűhöz. Ezek a rostok jellemzi magas értékek a szilárdság, rugalmassági modulus, a hőállóság és kémiai ellenálló. először vált ismertté, mint „Kevlar” márka.
Beszerzése és a termelési
Aramid szálképző polimerek előállítása polikondenzációval oldatban, alacsony hőmérsékleten (5 10 ° C-on). A polimert úgy állítjuk elő, hogy egy oldatot a reagensek erőteljes keverés közben. A polimer felszabadul a betáplált oldat, gél vagy chips, majd mossuk és szárítjuk.
A kapott polimert feloldjuk egy erős sav, például, tömény kénsavban. A polimer oldat keresztül extrudáljuk egy fonófejen, és fröccsöntött rost fonal. 50. sajtolási hőmérsékletet 100 ° C-on Az extrudált szálakat át egy kis légrést (5-20 mm), és esnek egy kicsapó fürdőhöz a Hideg víz (kevesebb mint 4 ° C). A szálat mossuk, összegyűjtjük, a fogadó eszközön, és szárítjuk. A kilépő a koaguláló fürdő A szál lehet további kezelésnek vetjük alá (rajz, hőkezelés), hogy javítsák a mechanikai jellemzőit. Száltulajdonságokat függhet az összetétele a nyersanyag, a tulajdonságai alkalmazott oldószerek, a folyamat feltételei megszerzésének rostok és szálak fonott hőkezelési feltételeket.
Kevlar szál kristályosítható polimer. A kémiai szerkezete a szál erősen orientált és a merevséget. Ezek a jellemzők, különösen, jelenléte miatt a szerkezet a nagyszámú aromás (benzol) gyűrűt. A struktúrájában, Kevlar szál nevezhetjük például térhálósított polimerek.
Merev polimer lánc az expandált állapotban, és olyan nagyon sűrű a szálak a mennyiség, amely meghatározza a nagy mechanikai tulajdonságait a rost típusú Kevlar. A kristályos polimer természetétől biztosítja a magas termikus stabilitást a szálak, és a jelenlévő aromás gyűrűk a makromolekula szerkezete határozza meg a kémiai stabilitását a szálak. Mivel a merev hálószerű szerkezetként makromolekulák aramid szálak melegítéskor tapasztalat nem fázisátalakulások, amíg a hőmérséklet a termikus bomlás.
Kevlar szálak előállítása, mint az ipari fonalak különböző lineáris sűrűségének és szerkezetének. A elemi szálainak száma tipikus szálak változhat 130-1000 gyártásához szövet és 500-10.000 gyártásához kötelek és vezetékek. Kevlár is elérhető formájában fonalak, előfonat és szövetek. A szálak átlátszatlan, a szokásos átmérője körülbelül 11 mikron.
A tulajdonságok az aramid szálak
Aramid izzószál között a szerves szálak a legnagyobb teljesítményt. Ezek különböznek ellenállás láng, hő, szerves oldószerek, olaj és így tovább. N. Aramid szálak kevésbé törékeny összehasonlítva szén- és üvegszálak, és alkalmas a feldolgozhatóságot biztosítja szokásos berendezések textilipar.
Aramidrostokat jellemzi a legmagasabb szilárdsági értékek és rugalmassági modulusa közötti szerves szálak.
A hőmérséklet növelése vezet csökken erőssége aramid szálak 3,5 GPa 2,7 GPa. Fiber alig mutatnak kúszás terhelés alatt. Tartományban terhelés akár a törési feszültség törzs függés lineáris. A tulajdonságai aramid szálak érzékelhetően érinti csavaró szálak: növekvő mértékű torziós modulus és a szilárdság a szálak jelentősen csökkent. Úgy véljük, hogy ez a hatás a felszíni sérülés sodrással szálak. Ezt a feltételezést támasztja alá az eredmények fáradáspróba szálak, amelyek azt mutatják, hogy a szálak ellenáll a nagy terhelési ciklusok számának, ha azok nem teszteli a felületi súrlódást. Egy ilyen súrlódás tartóssága a szálak nagyon alacsony.
A különböző tényezők hatását a mechanikai tulajdonságok KM erősített aramid szálak
Hatása kötőanyag mechanikai tulajdonságaira a kompozit elsősorban úgy határoztuk meg két paraméter: az adhézió és a rugalmassági modulusa. Ez a két tényező befolyásolja a törés a CM és, végső soron, meghatározza a szilárdsági tulajdonságai a kompozit. Alacsony modulusú kötőanyagok általában nem képesek biztosítani terheléskiegyenlítés az erősítő szálak közé az egész térfogata a kompozit. Az egyes szálak deformálódnak egymástól függetlenül. Destruction (rés) a szál ilyen esetekben vezethet jelentős újraelosztása a terhelés a közelében és a túlfeszültség a szomszédos szálak. Ennek eredményeként, az ilyen esetekben, gyakran megfigyelhető egy snowballing pusztító folyamat az anyag. A szálak átlagos szilárdság kicsi a kompozit.
Ha a kiválasztott kombináció adhéziós és rugalmassági modulus lehetővé teszi körülbelül egyenletes teherelosztás közötti összes szálas anyag, az átlagos (effektív), a kompozit szilárdsága lesz magasabb értéket. Általában a gyakorlatban lehetséges, hogy végre egy bizonyos átlagos értéke a potenciális erőssége az anyag.
A növekedés a térfogati tartalom a szál anyaga általában ereje először nő, és stabilizálja, vagy akár csökken, ha elért egy bizonyos töltési szint.
A hőmérséklet növelése csökkenést okoz, szilárdsági microplastics aramid szálak. A hőmérséklet csökkentése a szilárdságot gyakorlatilag nincs hatása.
A feszültség-nyúlás kompozitok alapuló aramidrostokat közel lineáris. Inkubációs minták készült egyirányú kompozit alapú aramidrostokat állandó terhelés alatt sokáig kísért növekedése deformáció - kúszás. A növekvő terhelési szint deformáció miatt a csúszás növekszik, és a hosszú betöltési idők törzs függőség lesz lineáris sokféle kezdeti terhelés.
A merevség és szilárdság kompozit szálasanyagok (VCR) alapján aramid szálak keresztirányú irányához viszonyítva az erősítés-terhelést lényegesen kisebb, mint amikor betöltött erősítő irányba. Vannak más adatokat a jellemzői a kompozit az ilyen típusú rakodási, amelyek függnek a vizsgálati módszer, de ezek mind azt mutatják, hogy a töltet a keresztirányban előnytelen felhasználása szempontjából a potenciális szilárdsági tulajdonságai az anyag.
A probléma emelése anyagjellemzők a keresztirányú terhelés általában adagolásával oldják meg, az erősítőszálak a kompozit más fajok, például szén vagy üveg. Kiválasztása szénszálak annak a ténynek köszönhető, hogy a termikus jellemzők (hőtágulási együttható) hasonlóak az aramid szálak. Az ilyen kompozit úgynevezett „hibrid”. Kevlár-szén kompozitok alacsonyabb költséggel és alacsonyabb törékenység képest a szén, így elég vonzó, annak ellenére, hogy néhány tartóssági csökkenése, mint a szén-anyagokat.
Egy másik módszer a teljesítményének növelésével tulajdonságait egyirányú kompozitok - amellett, hogy a fő merevítő anyagot kis térfogatú frakció rövidre vágott rostok (vágott). Ezek a rostok vannak orientálva az anyag kevésbé homogén összehasonlítva a hosszú szálak, és további újraelosztása feszültségeket az ömlesztett anyagot mellett kötőanyagot. Szakítószilárdság és modulus ezen anyagok jellemzően alacsonyabb, mint az egyirányú, de a munkát, amelyet meg kell fordítottnál ezek megsemmisítése sokkal magasabb (körülbelül a fele).