Introduktion till Aramid

Aramidfiber är en linjär polymer bestående av aromatiska grupper och amidgrupper. Den har inte bara utmärkta mekaniska egenskaper utan också en stabil kemisk struktur och ideala mekaniska egenskaper.

Dessa egenskaper ger aramidfiber många fördelar, inklusive ultrahög hållfasthet, hög modul, hög temperaturbeständighet, syra- och alkalibeständighet, låg vikt och slitstyrka.

Till skillnad från molekylkedjorna i vanliga flexibla polymerer är aramidfiberns huvudkedjestruktur baserad på parapositionen av bensenringar, vilket bildar en stavliknande molekylstruktur.

Denna unika molekylära struktur gör det svårt för de molekylära kedjesegmenten att genomgå intern rotation, och uppvisar således en linjär styv struktur.

Aramidfibrer uppvisar också en mängd olika supramolekylära strukturer, inklusive kärna-mantelstrukturer, subkristallina strukturer och mikrofiberstrukturer. Fibermantelns kristallinitet är lägre än kärnans, och manteltjockleken varierar beroende på fibertyp och spinnprocess, vanligtvis från 0,1 μm till 1 μm. 

Kärnan består av enkristaller anordnade längs fiberaxeln, med en något lägre orienteringsgrad än manteln. Molekylerna i fibern är nästan parallella med fiberaxeln i längdriktningen, medan de i tvärriktningen är radiellt orienterade parallellt med vätebindningsskikten.

Å andra sidan saknar meta-aramider, representerade av poly(m-fenylenisoftalamid) (PMTA)-fibrer, konjugeringseffekten av kovalenta bindningar i sina molekylkedjor, vilket resulterar i lägre rotationspotentialenergi inom molekylkedjorna. De makromolekylära kedjorna är mer flexibla än para-aramider, och fibrerna har också lägre kristallinitet.

Tillämpningar av aramidfibrer

Para-aramidfibrer, med sina utmärkta ballistiska skyddsegenskaper, spelar en nyckelroll inom militärt skydd. De används också ofta som förstärkning i kompositmaterial, blandade med kolfiber, glasfiber etc.

Aramidmassa, en högfibrillerad fiber, har en hög specifik ytarea och unik draghållfasthet samt låg densitet, vilket gör den till ett idealiskt armeringsmaterial i hartser, gummin och andra matriser.

Användningen av meta-aramidfibrer innebär att tyger tillverkade av dessa fibrer spelar en viktig roll inom industrier som tillverkning, militär, brandbekämpning och motorsport.

Sammanfattning och framtidsutsikter

Aramidförstärkta rör har visat betydande fördelar inom olje- och gasledningssektorn, och ersätter effektivt traditionella stålrör och förhindrar därmed läckor orsakade av korrosion. Dessutom förenklar deras lätta vikt transport och installation.

Det framtida fokuset på teknisk forskning och utveckling för mitt lands aramidföretag kommer att koncentreras på följande aspekter: förbättring av aramidens prestanda genom sampolymerisationsmodifiering, optimering av bearbetnings- och produktionsförhållanden och minskning av fiberkostnader; och möjligheten att anpassa aramid till olika tillämpningsbehov genom ytmodifiering, blandade fibrer och nya gjutningstekniker, samtidigt som prestanda förbättras och tillämpningskostnaderna minskas.