فرمولاسیون رایگان خمیر روسی ( خشک نمیشود)

پارافین

فیلر

الیاف آرامیدا

بیزوکس

ژل پترولیوم

خاک رس

کربنات کلسیم

آنتی فوم

تارتار

متیل پارابن

 

فرمول ساخت خمیر بازی آریا

فرمولاسیون خمیر مجسمه سازی

روش ساخت خمیر بازی ارگانیک

 

الیاف آرامید ، مخفف پلی آمید معطر ، دسته ای از الیاف مصنوعی مقاوم در برابر حرارت و قوی هستند . آنها در هوافضا و کاربردهای نظامی، برای پارچه زره بدن با درجه بندی بالستیک و کامپوزیت های بالستیک، در بند ناف دریایی ، تقویت بدنه دریایی ، به عنوان جایگزین آزبست ، ^[1] و در اقلام مصرفی سبک وزن مختلف از قاب گوشی گرفته تا راکت تنیس استفاده می شوند.

مولکول های زنجیره ای در الیاف به شدت در امتداد محور فیبر جهت گیری می کنند. در نتیجه، نسبت بیشتری از پیوند شیمیایی نسبت به بسیاری از الیاف مصنوعی دیگر به استحکام الیاف کمک می کند. آرامیدها نقطه ذوب بسیار بالایی دارند (بیش از 500 درجه سانتیگراد).

نام های تجاری رایج آرامید عبارتند از Kevlar , Nomex , Twaron .

اصطلاحات و ساختار شیمیاییویرایش کنید

ساختار توارون و کولار . حلقه های معطر به صورت شش ضلعی ظاهر می شوند. حلقه ها به طور متناوب به دو گروه NH یا دو گروه CO متصل می شوند. نقاط اتصال در هر حلقه به طور قطری در مقابل یکدیگر قرار دارند، به این معنی که به عنوان پاراآرامید طبقه بندی می شود .

آرامید شکل کوتاه شده پلی آمید معطر است . این اصطلاح در سال 1972 معرفی شد، ^[2] در سال 1974 توسط کمیسیون تجارت فدرال ایالات متحده آمریکا به عنوان نام یک دسته عمومی از الیاف متمایز از نایلون پذیرفته شد ، ^[3] [4] و در سال 1977 توسط سازمان استاندارد بین المللی پذیرفته شد . ^[ نیازمند منبع ^]

معطر در نام به وجود حلقه های معطر شش اتم کربن اشاره دارد. در آرامیدها این حلقه ها از طریق پیوندهای آمیدی به هم متصل می شوند که هر کدام شامل یک گروه CO متصل به یک گروه NH است.

برای برآورده شدن تعریف FTC از آرامید، ^[4] حداقل 85 درصد از این پیوندها باید به دو حلقه معطر متصل شوند. ^[5]

پاراآرامیدها و متاآرامیدهاویرایش کنید

آرامیدها با توجه به محل اتصال پیوندها به حلقه ها به دو نوع اصلی تقسیم می شوند. با شماره گذاری متوالی اتم های کربن در اطراف یک حلقه، پاراآرامیدها دارای پیوندهایی هستند که در موقعیت های 1 و 4 متصل هستند، در حالی که متاآرامیدها آنها را در موقعیت های 1 و 3 دارند ^. -آرامیدها و دو اتم از هم در متاآرامیدها فاصله دارند. بنابراین تصویر یک پاراآرامید را نشان می دهد.

تاریخویرایش کنید

پلی آمیدهای آروماتیک برای اولین بار در اوایل دهه 1960 در کاربردهای تجاری با فیبر متاآرامید تولید شده توسط DuPont به عنوان HT-1 و سپس با نام تجاری Nomex معرفی شدند . ^[7] این الیاف، که به طور مشابه با الیاف پوشاک نساجی معمولی کار می کند، با مقاومت عالی آن در برابر گرما مشخص می شود، زیرا در سطوح معمولی اکسیژن نه ذوب می شود و نه مشتعل می شود. این ماده به طور گسترده در تولید پوشاک محافظ، فیلتر هوا، عایق حرارتی و الکتریکی و همچنین جایگزینی برای آزبست استفاده می شود .

متاآرامیدها همچنین در هلند و ژاپن توسط Teijin Aramid با نام تجاری Teijinconex ^[7] و توسط Toray با نام تجاری Arawin، در چین توسط Yantai Tayho با نام تجاری New Star و توسط SRO Group با تجارت تولید می‌شوند. نام X-Fiper و گونه ای از متاآرامید در فرانسه توسط Kermel با نام تجاری Kermel.

بر اساس تحقیقات قبلی شرکت مونسانتو و بایر ، الیاف پاراآرامید با استحکام و مدول الاستیک بسیار بالاتر نیز در دهه‌های 1960 و 1970 توسط DuPont و AkzoNobel ساخته شد که هر دو از دانش خود در زمینه پردازش ابریشم مصنوعی ، پلی استر و نایلون سود می‌بردند. در سال 1973 دوپونت اولین شرکتی بود که فیبر پاراآرامید را معرفی کرد و آن را Kevlar نامید . این یکی از شناخته شده ترین پاراآرامیدها و/یا آرامیدها ^[ نیاز به منبع ^{] است.}

در سال 1978، آکزو فیبر مشابهی را با ساختار شیمیایی تقریباً مشابهی معرفی کرد که آن را توارون نامید . با توجه به ثبت اختراعات قبلی در فرآیند تولید، آکزو و دوپونت در دهه 1980 درگیر اختلافات مربوط به اختراع شدند. متعاقباً توارون تحت مالکیت شرکت Teijin Aramid قرار گرفت. در سال 2011، Yantai Tayho فیبر مشابهی را معرفی کرد که در چین تاپاران نامیده می شود (به تولید مراجعه کنید ).

پاراآرامیدها در بسیاری از کاربردهای با تکنولوژی بالا، مانند کاربردهای هوافضا و نظامی، برای پارچه زره بدن "ضد گلوله" استفاده می شوند .

از الیاف متاآرامید و پاراآرامید می توان برای ساخت کاغذ آرامید استفاده کرد. از کاغذ آرامید به عنوان مواد عایق الکتریکی و مصالح ساختمانی برای ساخت هسته لانه زنبوری استفاده می شود. دوپون در دهه 1960 کاغذ آرامید تولید کرد و آن را کاغذ نومکس نامید. کاغذ مخصوص متاستار یانتای در سال 2007 کاغذ آرامیدی را معرفی کرد که به آن کاغذ متاستار می گویند. دوپونت و یانتای متاستار هر دو کاغذ متاآرامید و پاراآرامید تولید می کنند. ^[ نیازمند منبع ^]

سلامتیویرایش کنید

در طول دهه 1990، یک آزمایش آزمایشگاهی از الیاف آرامید نشان داد که آنها "بسیاری از اثرات مشابه آزبست را روی سلول های اپیتلیال از خود نشان می دهند ، از جمله افزایش ادغام نوکلئوتیدهای نشاندار شده رادیویی در DNA و القای فعالیت آنزیم ODC ( اورنیتین دکربوکسیلاز )"، که این احتمال را افزایش می دهد. پیامدهای سرطان زا ^[8] با این حال، در سال 2009، نشان داده شد که فیبریل های آرامید استنشاقی کوتاه شده و به سرعت از بدن پاک می شوند و خطر کمی دارند. ^[9] اظهارنامه تصحیح علاقه بعداً توسط نویسنده مطالعه ارائه شد که در آن اظهار داشت: "این بررسی توسط دوپونت و تیجین آرامید سفارش و تامین مالی شد، اما نویسنده به تنهایی مسئول محتوا و نگارش مقاله بود." ^[10]

تولیدویرایش کنید

ظرفیت جهانی تولید پاراآرامید در سال 2002 حدود 41000 تن در سال برآورد شد و هر سال 5 تا 10 درصد افزایش می یابد. ^[11] در سال 2007 این به معنای ظرفیت کل تولید حدود 55000 تن در سال است. ^[ نیازمند منبع ^]

آماده سازی پلیمرویرایش کنید

آرامیدها معمولاً از واکنش بین یک گروه آمین و یک گروه هالید اسید کربوکسیلیک تهیه می شوند . همپلیمرهای ساده AB دارای قابلیت اتصال -(NH-C ₆ H ₄ -CO) n - هستند.

پلیمرهای آرامید معروف مانند کولار ، توارون ، نومکس ، نیو استار و تیجین کونکس) از پیش سازهای دی آمین و دی اسید (یا معادل) تهیه می شوند. این پلیمرها را می توان بر اساس پیوندهای موجود در زیر واحدهای معطر طبقه بندی کرد. Nomex، Teijinconex و New Star عمدتاً حاوی متا پیوند هستند. آنها پلی متافنیلن ایزوفتالامید (MPIA) نامیده می شوند. در مقابل، کولار و توارون هر دو دارای پیوندهای پاراپیوند هستند. آنها p -phenylene ترفتالامید (PPTAs) نامیده می شوند. PPTA محصولی از p -phenylene diamine (PPD) و ترفتالوئیل دی کلرید (TDC یا TCl) است .

تولید PPTA متکی به یک حلال همراه با یک جزء یونی ( کلرید کلسیم ، CaCl ₂ ) برای اشغال پیوندهای هیدروژنی گروه های آمید، و یک جزء آلی ( N-متیل پیرولیدون ، NMP) برای حل پلیمر معطر است . این فرآیند توسط Leo Vollbracht در Akzo اختراع شد. به غیر از تری آمید هگزا متیل فسفر سرطان زا (HMPT)، هنوز هیچ جایگزین عملی برای حل کردن پلیمر شناخته شده نیست. استفاده از سیستم NMP/CaCl ₂ منجر به اختلافات طولانی مدت بین Akzo و DuPont شد.

حال چرخشویرایش کنید

پس از تولید پلیمر، فیبر آرامید با چرخاندن پلیمر محلول به فیبر جامد از یک ترکیب شیمیایی مایع تولید می‌شود. حلال پلیمری برای چرخاندن PPTA عموماً 100٪ اسید سولفوریک بی آب (H ₂ SO ₄ ) است.

ظواهرویرایش کنید

• فیبر

• فیبر خرد شده

• پودر

• پالپ

انواع دیگر آرامیدهاویرایش کنید

علاوه بر متاآرامیدهایی مانند Nomex، تغییرات دیگری نیز به طیف فیبر آرامید تعلق دارند. اینها عمدتاً از نوع کوپلی آمید هستند که بیشتر با نام تجاری Technora شناخته می شوند، همانطور که توسط Teijin توسعه یافت و در سال 1976 معرفی شد. فرآیند تولید Technora با PPD و 3,4'-diaminodiphenylether (3,4'-ODA) با ترفتالوئیل کلرید واکنش نشان می دهد. (TCl) . ^[12] این فرآیند نسبتا ساده تنها از یک حلال آمید استفاده می‌کند و بنابراین می‌توان چرخش را مستقیماً پس از تولید پلیمر انجام داد.

ویژگی های فیبر آرامیدویرایش کنید

آرامیدها درجه بالایی از جهت گیری را با الیاف دیگر مانند پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا به اشتراک می گذارند ، مشخصه ای که بر خواص آنها غالب است.

 

فیبر آرامید

الیاف آرامید به عنوان یک الیاف مصنوعی تعریف می شود که یک پلی آمید مصنوعی با زنجیره بلند است که در آن حداقل 85٪ از پیوندهای آمیدی مستقیماً به دو حلقه معطر متصل است.

از جانب: Comprehensive Composite Materials II ، 2018

 

 

به مندلی اضافه کنید

 

هشدار را تنظیم کنید

 

 

درباره این صفحه

 

 

تقویت‌کننده‌های الیاف و نظریه عمومی کامپوزیت‌ها

هونگ من یانگ ، در مواد کامپوزیتی جامع، 2000

1.07.1.5 الیاف آرامید

الیاف آرامید به عنوان یک کلاس خواص فیزیکی و شیمیایی عالی در دماهای بالا ارائه می دهند. آنها الیاف با کارایی بالا در نظر گرفته می شوند و قیمت های نسبتاً بالایی دارند. جدول 2 لیستی از الیاف آرامید را در حال حاضر در تولید تجاری در سراسر جهان نشان می دهد.

جدول 2 . تولید جهانی الیاف آرامید.

محصول فیبر	پلیمر پایه	تولید کننده فیبر	ظرفیت تخمینی (تن سال -1)
الیاف m-Aramid
نومکس	پلی ( m -phenylene isophthalamide)	شرکت دوپونت	10000
Teijinconex	پلی ( m -phenylene isophthalamide)	تیجین با مسئولیت محدود	5000
فنیلین	پلی ( m -phenylene isophthalamide)	روسیه	1000
الیاف p-آرامید
کولار	پلی ( p - فنیلن ترفتالامید )	شرکت دوپونت	20000
توارون	پلی ( p - فنیلن ترفتالامید )	آکزو نوبل	10000
SVM	پلی [5-آمینو-2-( p- آمینوفنیل) بنزیمیدازول ترفتالامید]	روسیه	ناشناخته
الیاف کوپلیمر آرامید
تکنورا	کوپلی (l,4-phenylene/3,4'-diphenylether terephthalamide)	تیجین با مسئولیت محدود	1000
آرموس	کوپلی [ p -phenylene/5-amino-2- ( p- aminophenyl)benzimidazole terephthalamide]	روسیه	ناشناخته
تروار	کوپلیمر آرامید	Hoechst AG	ناشناخته

اساساً شش ترکیب آرامید وجود دارد که به محصولات فیبر تجاری تبدیل می شوند. اگرچه بسیاری از ترکیبات آرامید شناخته شده است، تعداد کمی در مقیاس تجاری تولید می شوند. دلایل هم تکنولوژی و هم تجارت است. از نظر فناوری، مهمترین عامل سطح خواص الیاف است که توسط ترکیب پلیمر، انتخاب مواد تشکیل دهنده، وزن مولکولی پلیمر و روش تشکیل الیاف کنترل می شود. از نقطه نظر تجاری، باید با مشکلات تامین مونومر ، سرمایه گذاری و هزینه های ساخت مقابله کرد. برخی از الیاف آرامید ممکن است هنوز در مراحل توسعه باشند. ارزیابی کامل یک ترکیب الیاف جدید و ارزیابی عملکرد محصول آن اغلب به زمان زیادی نیاز دارد.

مشاهده فصلخرید کتاب

 

الیاف آرامید

مصطفی ارتکین ، در فناوری فیبر برای کامپوزیت های تقویت شده با الیاف، 2017

7.1 مقدمه

الیاف آرامید اولین الیاف آلی بود که به عنوان تقویت کننده در کامپوزیت های پیشرفته با مدول کششی و استحکام کافی استفاده شد . آنها خواص مکانیکی بسیار بهتری نسبت به الیاف فولادی و شیشه ای بر اساس وزن مساوی دارند. الیاف آرامید ذاتاً در برابر حرارت و شعله مقاوم هستند که این خواص را در دماهای بالا حفظ می کنند.

اصطلاح "آرامید" برای الیافی از نوع پلی آمید آروماتیک که در آن حداقل 85٪ از پیوندهای آمیدی ( CO NH ) به طور مستقیم به دو حلقه معطر متصل است، همانطور که توسط کمیسیون تجارت فدرال ایالات متحده تعریف شده است، تعیین می شود. پیکربندی این پیوندها به صورت پارا یا متا اغلب برای طبقه بندی پلیمر استفاده می شود.

جایگزینی ستون فقرات کربن آلیفاتیک توسط گروه های معطر تغییرات قابل توجهی در خواص الیاف حاصل ایجاد می کند. اولین فیبر از این کلاس که توسعه یافت Nomex از DuPont بود که در دهه 1960 ظاهر شد. این نخ تنها دارای استحکام متوسط است ، اما غیر قابل اشتعال است و به طور گسترده برای تولید لباس های نسوز، عایق های الکتریکی و غیره استفاده می شود. اما تنها چند سال بعد، الیاف آرامید (Kevlar توسط DuPont نیز) با زنجیر حاوی حلقه های بنزن جایگزین شده با p ظاهر شد. . علاوه بر پایداری حرارتی خوب، این الیاف دارای خواص مکانیکی برجسته نیز هستند. پتانسیل برجسته آنها عمدتاً از ناهمسانگردی زیرساختارهای روی هم قرار گرفته آنها ناشی می شود که ویژگی های فیبریلار، پلیسه دار، کریستالی و هسته پوست را نشان می دهد.1-5 ].

مشاهده فصلخرید کتاب

زره خودرو

RA Ash ، در کامپوزیت های بالستیک سبک (نسخه دوم)، 2016

فیبر آرامید

فیبر آرامید در دهه 1960 تجاری شد و به طور گسترده در حفاظت بالستیک استفاده می شود. الیاف مجموعه ای از خواص را ارائه می دهند که آنها را به ویژه در زره پوش، لباس و طیف گسترده ای از کاربردها مفید می کند. الیاف آرامید برای اولین بار در سال 1970 در زره خودرو استفاده شد.

ساختار شیمیایی مولکول های زنجیره ای به گونه ای است که پیوندها در امتداد محور الیاف در یک راستا قرار می گیرند و به آنها استحکام ، انعطاف پذیری و تحمل سایشی فوق العاده می دهد. الیاف آرامید قدرت خود را از پیوند قوی بین مولکول های نسبتا کوتاه به دست می آورد.

الیاف آرامید مقاومت بالایی در برابر حرارت، اشتعال پذیری کم و مقاومت بالایی در برابر حلال های آلی دارند . الیاف آرامید در حدود 500 درجه سانتیگراد شروع به تخریب می کنند. جنبه های "بی اثر" فیبر آرامید تطبیق پذیری عالی را برای طیف گسترده ای از کاربردها ارائه می دهد. با این حال، الیاف آرامید به نور ماوراء بنفش (UV)، اسیدها و نمک های خاص حساس هستند.

الیاف آرامید به طور گسترده در زره بدن، زره خودرو، کلاه ایمنی نظامی، دستکش های محافظ و لباس های نسوز برای آتش نشانان استفاده شده است.

مشاهده فصلخرید کتاب

آرامیدها

یوهانس کارل فینک ، در پلیمرهای با کارایی بالا (نسخه دوم)، 2014

13.4.1 تثبیت کننده های فرابنفش

الیاف آرامید ذاتاً مقاومت ضعیفی در برابر اشعه ماوراء بنفش دارند. بنابراین، پارچه های ساخته شده از الیاف آرامید در معرض نور فرابنفش تغییر رنگ می دهند. علاوه بر این، افت قابل توجهی در استحکام پارچه وجود دارد. جاذب های فرابنفش یا غربالگرهای نور اغلب در طول ساخت به الیاف آرامید وارد می شوند یا برای درمان الیاف آرامید در مراحل بعدی پردازش برای بهبود عملکرد آنها استفاده می شوند.

در فرآیند معمولی رنگ نساجی، مولکول‌های رنگ معمولاً به فیبر نفوذ کرده و در آن به دام می‌افتند. از طرف دیگر، مولکول های رنگ ممکن است از نظر شیمیایی با فیبر پیوند برقرار کنند. با این حال، رنگرزی الیاف آرامید با استفاده از تکنیک های معمولی دشوار است.

بنابراین، تثبیت اشعه ماوراء بنفش الیاف آرامید به راحتی توسط جاذب های فرابنفش یا نمایشگرهای نور در حمام رنگ انجام نمی شود. در واقع، فرآیند رنگرزی معمولی پایداری الیاف آرامید در اشعه ماوراء بنفش را بهبود نمی بخشد.

چاپ رنگدانه نساجی شامل چاپ یک ماده رنگی نامحلول بر روی پارچه نساجی است. رنگدانه ای که هیچ تمایلی به الیاف پارچه ندارد، توسط چسب رزینی به پارچه می چسبد. نشان داده شده است که یک رنگدانه مناسب ممکن است به عنوان یک تثبیت کننده UV عمل کند [72] . بایندرهای رزینی بایندرهای کوپلیمری اکریلیک ، بایندرهای لاتکس استایرن-بوتادین یا بایندرهای پلیمری نیتریل اصلاح شده هستند.

تترابوتیل تیتانات به عنوان پیش ساز سل-ژل در اندازه نانو استفاده شدTiO2پوشش الیاف آرامید پایداری نوری فیبر آرامید با این درمان افزایش یافت [73] .

 

مشاهده فصلخرید کتاب

دوام کامپوزیت های بالستیک با کارایی بالا

N. Bhatnagar ، N. Asija ، در کامپوزیت های بالستیک سبک (نسخه دوم)، 2016

8.2.3.1 مواد مبتنی بر الیاف آرامید

الیاف آرامید از خانواده پلی آمیدهای معطر است . پلی آمیدهای آروماتیک برای اولین بار به صورت تجاری به عنوان الیاف متاآرامید مانند Nomex® در اوایل دهه 1960 مورد استفاده قرار گرفتند^والیاف^p-aramid مانند Kevlar® در اوایل دهه 1970 توسعه یافتند. این الیاف الیاف ساخت بشر با کارایی بالا هستند و دارای زنجیره های پلیمری سفت و سختی هستند که مولکول ها را با پیوندهای هیدروژنی قوی به هم متصل می کند و با وجود حلقه بنزن معطر و گروه آمید در ساختار شیمیایی آنها مشخص می شود (شکل 8.10).

 

 

برای دانلود تصویر در اندازه واقعی وارد شوید

شکل 8.10 . اجزای ساختاری الیاف آرامید الف) حلقه معطر. (ب) پیوند آمیدی.

 

الیاف آرامید به دلیل وجود پیوندهای هیدروژنی از نظر طبیعت قطبی هستند. این خاصیت ترشوندگی الیاف آرامید را افزایش می دهد و آنها را از نظر شیمیایی فعال تر از الیاف UHMWPE می کند. از سوی دیگر، این نیز مسئول تجزیه هیدرولیتیکی الیاف آرامید در حضور شرایط دما و رطوبت بالا است. مواد کامپوزیت UD مبتنی بر الیاف آرامید از الیاف آرامید با کارایی بالا به عنوان تقویت کننده استفاده می کنند. الیافی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از الیاف Kevlar®، Zylon® یا PBO ^، و ^الیاف M5® ^. ویژگی های مشترک الیاف آرامید ( Bhatnagar, 2006 ) به شرح زیر است:

 

1.

خواص مقاومت به وزن بالا و استحکام بالا

2.

مقاومت خوب در برابر سایش و برش

3.

از نظر شیمیایی در برابر حلال های آلی مقاوم است اما به برخی اسیدها، بازها و کلر حساس است.

4.

در شرایط عادی نارسانا است، اما در شرایط دما و رطوبت بالا مستعد تخریب هیدرولیتیک است.

5.

یکپارچگی پارچه خوب در دماهای بالا

6.

حساس به تخریب در مواجهه با اشعه ماوراء بنفش

مشاهده فصلخرید کتاب

نقش الیاف مصنوعی در رفتار تریبولوژیکی مواد پلیمری

جیتندرا کومار کاتیار ، همالاتا ینا ، در تریبولوژی پلیمرها، کامپوزیت های پلیمری و نانوکامپوزیت های پلیمری، 2023

6.1.2.2 الیاف آرامید/کولار

فیبر آرامید به نام کولار نیز شناخته می شود . کامپوزیت الیاف آرامید دارای استحکام و سختی ویژه بالایی است که به نوبه خود مقاومت بالایی در برابر ضربه ایجاد می کند. در مقایسه با سایر کامپوزیت های الیافی، یک ماده کامپوزیت مقرون به صرفه است. کاربردهای رایج این الیاف عبارتند از جلیقه های ضد گلوله، سیستم های حفاظت بالستیک و انفجار، وسایل نقلیه خنک کننده، رادوم ها، بدنه کشتی و آنتن های میکرواستریپ برای فضاپیماها [3] . بر اساس آرایش نسبی پیوندهای شیمیایی در ساختار الیاف آرامید ، آن را به متا -آرامید و پارا -آرامید طبقه بندی می کنند. پاراآرامید بیشتر به عنوان تقویت کننده الیاف در ماتریس پلیمری استفاده می شود. کولار اساساً یک فیبر پاراآرامید است [2]

مشاهده فصلخرید کتاب

رسوب نانولوله های کربنی بر روی الیاف

Francis Avilés ، ... Andrés I. Oliva-Avilés ، در پلیمرهای تقویت شده با نانولوله کربنی، 2018

6.3.3 الیاف آرامید اصلاح شده با CNT

AF ها الیاف آلی مصنوعی از خانواده پلی آمیدهای معطر هستند . اگرچه مدول الاستیک و استحکام آنها به اندازه مدول های ساخته شده از کربن نیست، AF ها سخت، انعطاف پذیر هستند و جذب انرژی بالایی دارند و آنها را برای حفاظت بالستیک جذاب می کند. با توجه به بلورینگی بالای آنها، سطح AF از نظر شیمیایی خنثی و صاف است که باعث مهار مناسب می شود.چسبندگی به اکثر ماتریس های پلیمری [116] . فعال‌سازی شیمیایی، اعمال پوشش‌های سطحی و زبری سطح برخی از رویکردهایی هستند که جامعه علمی برای غلبه بر چسبندگی ضعیف الیاف/ماتریس برای کامپوزیت‌های پلیمری آرامید در حال بررسی است [117] . چسباندن نانولوله‌های کربنی روی سطح آنها روش دیگری است که اخیراً برای بهبود چسبندگی فیبر/ماتریس بررسی شده است [118] . اگرچه رسوب / رشد CNT در CF و GFs به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته است، برای AFs تنها چند کار تحقیقاتی وجود دارد. رشد درجا CNT ها معمولاً به دماهای بالا (> 700 درجه سانتیگراد) نیاز دارد که می تواند AF را تجزیه کند [119]. بنابراین، این رویکرد معمولاً برای پوشش AF با CNT استفاده نمی شود. با این حال، یک حق اختراع اخیر ادعا می کند روشی که اجازه رشد CNT ها را در AF می دهد که شامل اعمال یک پوشش مانع برای محافظت از الیاف در برابر تخریب حرارتی ، با استفاده از دمای رشد پایین (450 درجه سانتیگراد) و زمان پردازش کوتاه است [120] . تکنیک‌های رایج‌تر برای پوشاندن AF با CNT احتمالا DD و پوشش اسپری هستند. یک پوشش اسپری متوالی، ابتدا توسط یک محلول پلی اورتان و سپس یک سوسپانسیون CNT، به عنوان یک روش موثر برای رسوب CNT بر روی AF گزارش شده است که لزوماً نیازی به عامل دار کردن الیاف شیمیایی ندارد [73]. با این حال، با توجه به بی اثر بودن آنها، برای اکثر موارد گزارش شده، AF ها برای ارتقای برهمکنش های فیزیکوشیمیایی با CNT ها فعال شده اند [118،119،121] .

AF ها به عنوان GF ها عایق هستند و با رسوب CNT کاهش شدید مقاومت الکتریکی حاصل می شود. به عنوان مثال، بسته‌ای از AFهای اصلاح‌شده با CNT به‌عنوان سیم الکتریکی برای تغذیه یک دیود ساطع کننده نور استفاده شده است [73] . مقاومت الکتریکی دسته‌ها (تقریبا 1000 رشته) AFهای اصلاح‌شده با CNT به‌دست‌آمده با استفاده از DD به کمک پراکندگی اولتراسونیک، مقاومت‌های الکتریکی را در حد 0.2-50 MΩ/cm نشان می‌دهد [121] . AF های پوشش داده شده توسط CNT ها همچنین یک پاسخ پیزومقاومتی بر بارگذاری مکانیکی نشان داده اند [119] . از نقطه نظر مکانیکی، گزارش شده است که عملکرد ضربه ای پارچه آرامید با رسوب CNT با استفاده از DD در N -methylpyrrolidone تا 50٪ افزایش یافته است [122]. این AFهای اصلاح شده با CNT با ویژگی‌های سطحی پیشرفته، به‌عنوان عناصر ساختاری و حسگر چند منظوره در ساختارهای سبک وزن با ویژگی‌های جذب انرژی بالا کاربرد بالقوه دارند.

مشاهده فصلخرید کتاب

تخریب و تثبیت UV محصولات صنعتی

که درراهنمای تخریب و تثبیت UV (ویرایش سوم)، 2020

8.14.3 روشهای تثبیت

الیاف آرامید ذاتاً مقاومت ضعیفی در برابر اشعه ماوراء بنفش دارند. ^{بنابراین} ، پارچه های ساخته شده از الیاف آرامید در معرض اشعه ماوراء بنفش تغییر رنگ می دهند. ^{3 علاوه بر این،} استحکام پارچه کاهش قابل توجهی دارد . ³ جاذب های فرابنفش یا غربالگرهای نور اغلب در طول ساخت به الیاف آرامید وارد می شوند یا برای درمان الیاف آرامید در مراحل بعدی پردازش برای بهبود عملکرد آنها استفاده می شود. ³

جاذب های UV با گروه ۲-هیدروکسی فنیل پایدار هستند و روی پارچه های سلولزی فلورسانس نمی کنند . ⁴ پایداری بالای نور جاذب ها با قابلیت آنها برای پراکندگی انرژی جذب شده اشعه UV به شکل انرژی بی ضرر مانند تابش IR (گرما) از طریق پیوند هیدروژنی برگشت پذیر شامل گروه هیدروکسیل فنلی و چرخه تریازین توضیح داده می شود. ⁴

جدول 8.18 حاوی اطلاعاتی در مورد تثبیت کننده های UV است که توسط سازندگان آنها برای استفاده در الیاف و نخ ها پیشنهاد شده است.

 

جدول 8.18 . تثبیت کننده های UV مورد استفاده در الیاف و نخ ها.

تایپ کنید	نام شیمیایی
بنزوفنون UVA بنزوتریازول	2-هیدروکسی-4-اکتیلوکسی بنزوفنون 2-بنزوتریازول-2-ایل-4،6-دی-ترت-بوتیل فنل. 2-(2H-benzotriazole-2-yl)-4-(1،1،3،3-تترااتیل بوتیل) فنل. 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-bis(1-methyl-1-phenylethyl)phenol. 2،2'-متیلن-بیس(6-(2H-بنزوتریازول-2-ایل)-4-1،1،3،3-تترمتیل بوتیل)پننول. 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-bis(1-methyl-1-phenylethyl)phenol
تریازین	2-(4،6-دی فنیل-1،3،5-تریازین-2-یل)-5-هگزیلوکسی فنل. 2،2'-(1،4-فنیلن)بیس[4H-3،1-بنزوکسازین-4-ون]
دارد	1.3.5-تریازین-2،4،6-تریامین، N,N”'[1،2-اتان-دییل-بیس[[[4،6-بیس[بوتیل (1،2،6،6-پنتامتیل- 4-پیپریدینیل) آمینو]-1،3،5-تریازین-2-ایل]ایمینو]-3،1-پروپاندییل] بیس[N'،N"-دی بوتیل-N'، N"-bis(1،2، 2،6،6-پنتامتیل-4-پیپریدینیل)-؛ 2،2،6،6-تترا متیل-4-پیپریدینیل استئارات. N,N'-bisformyl-N,N'-bis-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)-hexamethylendiamine. محصولات واکنش N، N'-ethane-1،2-diylbis (1،3-propanediamine)، سیکلوهگزان، پراکسید 4-butylamino-2،2،6،6-tetramethylpiperidine و trichloro-1،3،5-triazine. پلی[[(6-[1،1،3،3-تترا متیل بوتیل) آمینو]-1،3،5-تریازین-2،4-دییل][2،2،6،6-تترا متیل-4-پیپریدینیل)ایمینو ]-1،6-هگزان دییل[2،2،6،6-تترمتیل-4-پیپریدینیل)ایمینو]]. 1،6-هگزان دی آمین-N،N'-bis(2،2،6،6-تترمتیل-4-پیپریدینیل)-پلیمر با 2،4،6-تری کلرو-1،3،5-تریازین، محصولات واکنش با N-butyl-1-butanamine و N-butyl-2،2،6،6-tetramethyl-4-piperidinamine. بوتاندیوئیک اسید، دی متیل استر، پلیمر با اتانول 4-هیدروکسی-2،2،6،6-تترمتیل-1-پیپریدین. پلیمر 2،2،4،4-tetramethyl-7-oxa-3،20-diaza-dispiro [5.1.11.2]-heneicosan-21-on و اپی کلروهیدرین. 1، 6-هگزان دی آمین، N، N'-bis(2،2،6،6-تترمتیل-4-پیپریدینیل)-، پلیمرهایی با 2،4-دی کلرو-6-(4-مورفولینیل)-1،3،5 -تریازین؛ 1،6-هگزان دی آمین، N،N'-bis(2،2،6،6-تترامتیل-4-پیپریدینیل)-، پلیمرهای با محصولات واکنش مورفولین-2،4،6-تری کلرو-1،3،5-تریازین ، متیله شده است N'-bis(2،2،6،6-tetramethyl-4-piperidinyl)-، پلیمرهایی با 2،4-dichloro-6-(4-morpholinyl)-1،3،5-triazine. 1،6-هگزان دی آمین، N،N'-bis(2،2،6،6-تترامتیل-4-پیپریدینیل)-، پلیمرهای با محصولات واکنش مورفولین-2،4،6-تری کلرو-1،3،5-تریازین ، متیله شده است N'-bis(2،2،6،6-tetramethyl-4-piperidinyl)-، پلیمرهایی با 2،4-dichloro-6-(4-morpholinyl)-1،3،5-triazine. 1،6-هگزان دی آمین، N،N'-bis(2،2،6،6-تترامتیل-4-پیپریدینیل)-، پلیمرهای با محصولات واکنش مورفولین-2،4،6-تری کلرو-1،3،5-تریازین ، متیله شده است
آنتی اکسیدان	پنتا اریتریتول تتراکیس (3-(3،5-دی-ترت-بوتیل-4-هیدروکسی فنیل) پروپیونات). octadecyl-3-(3،5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate. N،N'-هگزان-1،6-دییلبیس(3-(3،5-دی-ترت-بوتیل-4-هیدروکسی فنیل پروپیونامید)). 3,3',3,5,5',5'-hexa-tert-butyl-a,a',a'-(mesitylene-2,4,6-triyl)tri-p-cresol. 1،3،5-تریس (3،5-دی-ترت-بوتیل-4-هیدروکسی بنزیل)-1،3،5-تریازین-2،4،6 (1H،3H،5H)-تریون. ایزوتریدسیل-3-(3،5-دی-ترت-بوتیل-4-هیدروکسی فنیل) پروپیونات. 1،3،5-تریس (4-ترت-بوتیل-3-هیدروکسی-2،6-دی متیل بنزیل)-1،3،5-تریازین-2،4،6-(1H،3H،5H)-تریون
فسفیت	تری دی پروپیلن گلیکول فسفیت
تیوسنرژیست	didodecyl-3،3'-thiodipropionate
آمین	دی بنزیل هیدروکسی آمین
روشن کننده نوری	2،2'-(2،5-تیوفندیل)بیس(5-ترت-بوتیل بنزوکسازول). 2،2′-(1،2-اتیلن دی ایلدی-4،1-فنیلن) بیسبنزوکسازول

مشاهده فصلخرید کتاب

نخ های فنی

RH Gong ، X. Chen ، در کتاب راهنمای منسوجات فنی (ویرایش دوم)، 2016

3.3.3.1 نخ های آرامید

الیاف آرامید یک الیاف مصنوعی است که در آن ماده تشکیل دهنده الیاف یک پلی آمید مصنوعی با زنجیره بلند است که حداقل 85 درصد از پیوندهای آمیدی را مستقیماً به دو حلقه معطر متصل می کند. Nomex و Kevlar نام‌های تجاری معروف فیبر آرامید متعلق به DuPont هستند. Twaron و Technora الیاف آرامید تولید شده توسط Teijin هستند. الیاف آرامید مقاومت بالایی دارندو مقاومت بالا در برابر کشش، در برابر اکثر مواد شیمیایی و دمای بالا. آنها به دلیل وزن نسبتا سبک و مقاومت در برابر خستگی و آسیب شناخته شده اند. به دلیل این خواص، الیاف آرامید به طور گسترده ای برای ساخت زره بدن مورد استفاده قرار می گیرند و پذیرفته می شوند. الیاف آرامید با مقاومت بالا می توانند به عنوان مواد تقویت کننده برای بسیاری از کاربردهای کامپوزیت، از جمله مواد برای قطعات قایق و هواپیما استفاده شوند. از طرف دیگر آرامید Nomex مقاوم در برابر حرارت است و در ساخت پوشاک آتش نشانان و کاربردهای مشابه استفاده می شود.

نخ‌های آرامید نسبت به بسیاری دیگر از نمونه‌های با کارایی بالا مانند شیشه و کربن انعطاف‌پذیرتر هستند و در نتیجه فرآیندهای بعدی پارچه‌سازی، اعم از بافندگی، بافندگی یا قیطاندن، آسان‌تر است. با این حال، باید مراقب بود، زیرا نخ های آرامید بسیار قوی تر و بسیار کمتر از نخ های نساجی معمولی هستند که می تواند فرآیند تشکیل پارچه را دشوارتر کند. الیاف آرامید به نور UV حساس هستند و الیاف محافظت نشده با قرار گرفتن در معرض طولانی مدت تغییر رنگ داده و قدرت خود را از دست می دهند .

مشاهده فصلخرید کتاب

بررسی پیشرفته‌ترین پیشرفت‌ها و دیدگاه‌های اخیر مواد کامپوزیتی بالستیک

MN محمد ، ... اس ام ساپوان ، در راه حل های ترکیبی برای بالستیک، 2021

1.4.1.2 الیاف آرامید

الیاف آرامید در اواخر دهه 1960 ارائه شد و به دلیل خواص بالستیک آن در وزن بسیار کمتری در مقایسه با سایر الیاف پلیمری ، به عنوان مثال، نایلون،[61]. الیاف آرامید دارای ذرات هستند که با زنجیره های پلیمری به طور کلی غیر قابل انعطاف توصیف می شوند. این ذرات توسط پیوندهای هیدروژنی سخت به یکدیگر متصل می شوند که به بارگذاری مکانیکی به طور مؤثر کمک می کند و استفاده از زنجیره هایی با وزن مولکولی نسبتاً کم با استحکام و مدولبسیار بالاتر را می توان تصور کرد

الیاف آرامید مانند UHMWPE دارای جهت بالایی هستند . چنین الیافی با استحکام بالا، ضربه و ویژگی های بالستیک تعریف می شوند. مقاومت شیمیایی و سایش خوب؛ و قابلیت اشتعال کم محدوده چگالی آن 1.44-1.46  گرم بر سانتی متر ^{مکعب است} [53] .

خطرات مربوط به مجوزهای نظامی و قانونی اخیراً تکرار شده است و نیاز به محافظت در برابر پرتابه های سپر نافذ و ابزارهای خطرناک خطرناک را ایجاد کرده است. در حال حاضر، هم مواد متقاطع UD و هم بافت‌های آرامید بافته شده، محافظت قابل‌توجه‌تر، آرامش بیشتر و نسبت عملکرد به وزن مفیدتری را برای افراد نظامی، پلیس و سایر افراد مورد نیاز قانونی نسبت به مواد آرامید قدیمی ارائه می‌دهند. افراد عادی مختلفی که با خطرات بالستیک روبرو هستند، به عنوان مثال، مانیتورهای زندان، حمل و نقل پول، و افراد خصوصی از کامپوزیت های مبتنی بر فیبر آرامید سود می برند.

بافت های پوشیده شده با آرامید به طور گسترده برای پردازش کلاه ایمنی نظامی و دادن آسترهای اسپل در خودروهای نظامی استفاده می شود. الیاف آرامید در تقویت وسایل نقلیه پلیس و پرسنل غیرنظامی در حالی که تحرک آنها را به یاد می آورند استفاده می شود. در واقع، حتی تانک ها و سایر کامیون ها و وسایل نقلیه نظامی را می توان با کامپوزیت های فیبر آرامید سبک تر و ایمن تر ساخت. کامپوزیت های الیاف آرامید می توانند سنگینی وسایل نقلیه محافظت شده را 30 تا 60 درصد در مقایسه با فولاد کاهش دهند. ترتیبات بالستیک فیبر آرامید برای سطوح مختلف خطر وجود دارد، از تخلیه مستقیم و قطعات پوسته تا مواد منفجره قوی [53] .

•  

•  

 

آرامید چیست؟

آرامیدها الیاف مصنوعی با خواص ساختاری پیشرفته هستند که به دلیل استحکام کششی باورنکردنی خود شناخته می شوند. آنها در محصولات پیشرفته که در آن وزن سبک و در عین حال استحکام بالا مورد نیاز است استفاده می شود.

الیاف آرامید از پلی آمیدهای مصنوعی با زنجیره بلند ساخته می شوند. ترکیب شیمیایی پاراآرامید پلی پارا فنیلن ترفتالامید (PPTA) است که بیشتر به عنوان پاراآرامید شناخته می شود. این پلیمر از حلقه های بنزن متناوب و گروه های آمیدی تشکیل شده است که منجر به ساختاری سفت و سخت میله ای می شود.

ویژگی های الیاف آرامید

الیاف آرامید در برابر بسیاری از حلال ها و نمک مقاومت نشان می دهند، اما می توانند توسط اسیدهای قوی ضعیف شوند. در حالی که رنگرزی آنها دشوار است و به اشعه ماوراء بنفش حساس هستند، به سختی می سوزند و به جای ذوب شدن، تجزیه می شوند. 

محصولات آرامید به صورت نخ رشته ای، الیاف اصلی یا خمیر در دسترس هستند. آنها بیشتر قدرت خود را در دماهای بالا حفظ می کنند و در برابر تغییر شکل دائمی یا "خزش" تحت فشار طولانی مدت مقاومت می کنند. چقرمگی آن‌ها از فولاد، الیاف شیشه و نایلون پیشی می‌گیرد و حتی در شرایط کشش و خمش شدید، دوام بالایی از خود نشان می‌دهند و آنها را فوق‌العاده همه‌کاره می‌کند.

متا آرامید در مقابل پاراآرامید

الیاف آرامید در برابر بسیاری از حلال ها و نمک مقاومت نشان می دهند، اما می توانند توسط اسیدهای قوی ضعیف شوند. در حالی که رنگرزی آنها دشوار است و به اشعه ماوراء بنفش حساس هستند، به سختی می سوزند و به جای ذوب شدن، تجزیه می شوند. 

محصولات آرامید به صورت نخ رشته ای، الیاف اصلی یا خمیر در دسترس هستند. آنها بیشتر قدرت خود را در دماهای بالا حفظ می کنند و در برابر تغییر شکل دائمی یا "خزش" تحت فشار طولانی مدت مقاومت می کنند. چقرمگی آن‌ها از فولاد، الیاف شیشه و نایلون پیشی می‌گیرد و حتی در شرایط کشش و خمش شدید، دوام بالایی از خود نشان می‌دهند و آنها را فوق‌العاده همه‌کاره می‌کند.