Ang Aramid fiber, maikli para sa aromatic polyamide fiber, ay nakalista sa apat na high-performance fibers na priyoridad para sa pagpapaunlad sa China, kasama ng carbon fiber, ultra-high molecular weight polyethylene fiber (UHMWPE), at basalt fiber. Tulad ng ordinaryong naylon, ang aramid fiber ay kabilang sa pamilya ng mga polyamide fibers, na may mga amide bond sa pangunahing molecular chain. Ang pangunahing pagkakaiba ay nakasalalay sa pagbubuklod: ang mga bono ng amide ng nylon ay konektado sa mga aliphatic na grupo, samantalang ang mga aramid ay pinagsama sa mga singsing na benzene. Ang espesyal na molecular structure na ito ay nagbibigay ng aramid fiber ng napakataas na axial strength (>20cN/dtex) at modulus (>500GPa), na ginagawa itong mas gustong materyal para sa pagpapatibay ng mga high-end na cable.
Mga Uri ng Aramid Fiber
Aramid fiberPangunahing kasama ang ganap na aromatic polyamide fibers at heterocyclic aromatic polyamide fibers, na maaaring higit pang ikategorya sa ortho-aramid, para-aramid (PPTA), at meta-aramid (PMTA). Kabilang sa mga ito, ang meta-aramid at para-aramid ay ang mga naging industriyalisado. Mula sa pananaw ng molekular na istraktura, ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng dalawang ito ay nasa posisyon ng carbon atom sa benzene ring kung saan nakakabit ang amide bond. Ang pagkakaiba sa istruktura na ito ay humahantong sa mga makabuluhang pagkakaiba sa mga mekanikal na katangian at thermal stability.
Para-Aramid
Ang para-aramid, o poly(p-phenylene terephthalamide) (PPTA), na kilala rin sa China bilang Aramid 1414, ay isang linear high polymer na may higit sa 85% ng mga amide bond nito na direktang naka-link sa mga aromatic ring. Ang pinaka-komersyal na matagumpay na para-aramid na mga produkto ay ang DuPont's Kevlar® at Teijin's Twaron®, na nangingibabaw sa pandaigdigang merkado. Ito ang unang fiber na ginawa gamit ang isang likidong mala-kristal na polymer spinning solution, na naghahatid sa isang bagong panahon ng mga high-performance na synthetic fibers. Sa mga tuntunin ng mekanikal na katangian, ang lakas ng makunat nito ay maaaring umabot sa 3.0–3.6 GPa, nababanat na modulus 70–170 GPa, at pagpahaba sa break na 2–4%. Ang mga pambihirang katangian na ito ay nagbibigay ng hindi mapapalitang mga pakinabang sa optical cable reinforcement, ballistic protection, at iba pang larangan.
Meta-Aramid
Ang meta-aramid, o poly(m-phenylene isophthalamide) (PMTA), na kilala rin sa China bilang Aramid 1313, ay isang nangungunang organic fiber na lumalaban sa mataas na temperatura. Ang molecular structure nito ay binubuo ng mga grupo ng amide na nag-uugnay sa mga meta-phenylene ring, na bumubuo ng zigzag linear chain na pinatatag ng malakas na intermolecular hydrogen bond sa isang 3D network. Ang istrukturang ito ay nagbibigay sa fiber ng mahusay na flame retardancy, thermal stability, at radiation resistance. Ang isang tipikal na produkto ay ang DuPont's Nomex®, na may Limiting Oxygen Index (LOI) na 28–32, isang glass transition temperature na humigit-kumulang 275°C, at tuluy-tuloy na temperatura ng serbisyo sa itaas 200°C, na ginagawa itong malawakang ginagamit sa mga kable na lumalaban sa sunog at mga materyales sa insulasyon na may mataas na temperatura.
Mga Natitirang Katangian ng Aramid Fiber
Ang Aramid fiber ay nag-aalok ng ultra-high strength, high modulus, heat resistance, acid at alkali resistance, low weight, insulation, aging resistance, long life cycle, chemical stability, walang molten droplets sa panahon ng combustion, at non-toxic gas emissions. Mula sa pananaw ng cable application, ang para-aramid ay higit na gumaganap ng meta-aramid sa thermal resistance, na may tuluy-tuloy na hanay ng temperatura ng serbisyo na -196 hanggang 204°C at walang decomposition o natutunaw sa 500°C. Kabilang sa mga pinakatanyag na katangian ng Para-aramid ang napakataas na lakas, mataas na modulus, paglaban sa init, paglaban sa kemikal, at mababang density. Ang lakas nito ay lumampas sa 25 g/dtex—5 hanggang 6 na beses kaysa sa mataas na kalidad na bakal, 3 beses sa fiberglass, at dalawang beses kaysa sa high-strength na nylon na pang-industriyang sinulid. Ang modulus nito ay 2–3 beses kaysa sa bakal o fiberglass at 10 beses kaysa sa high-strength nylon. Ito ay dalawang beses na mas matigas kaysa sa steel wire at tumitimbang lamang ng humigit-kumulang 1/5, kaya ito ay partikular na angkop para sa paggamit bilang reinforcement sa mga optical cable, submarine cable, at iba pang mga high-end na uri ng cable.
Mga Mechanical Properties ng Aramid Fiber
Ang meta-aramid ay isang flexible polymer na may breaking strength na mas mataas kaysa sa ordinaryong polyester, cotton, o nylon. Ito ay may mataas na rate ng pagpahaba, malambot na pakiramdam ng kamay, mahusay na spinnability, at maaaring gawin sa maikling mga hibla o filament na may iba't ibang denier. Maaari itong gawing tela at nonwoven gamit ang karaniwang makinarya ng tela at iproseso upang matugunan ang mga pangangailangan ng proteksiyon na damit ng iba't ibang industriya. Sa electrical insulation, namumukod-tangi ang mga katangian ng flame-retardant at heat-resistant ng meta-aramid. Sa LOI na higit sa 28, hindi ito magpapatuloy sa pag-aapoy pagkatapos umalis sa apoy. Ang paglaban sa apoy nito ay likas sa istrukturang kemikal nito, na ginagawa itong permanenteng flame-retardant—lumalaban sa pagkawala ng pagganap dahil sa paglalaba o pangmatagalang paggamit. Ang Meta-aramid ay may mahusay na thermal stability, na may tuluy-tuloy na paggamit sa 205°C at malakas na pagpapanatili ng lakas kahit na sa mga temperaturang higit sa 205°C. Ang temperatura ng pagkabulok nito ay mataas, at hindi ito natutunaw o tumutulo sa mataas na temperatura, nagsisimula lamang mag-carbonize sa itaas ng 370°C. Ginagawang perpekto ng mga katangiang ito para sa insulation at reinforcement sa mga cable na may mataas na temperatura o lumalaban sa sunog.
Katatagan ng Kimikal ng Aramid Fiber
Ang meta-aramid ay may mahusay na pagtutol sa karamihan ng mga kemikal at puro inorganic acid, bagama't ito ay sensitibo sa puro sulfuric at nitric acid. Mayroon din itong magandang alkali resistance sa room temperature.
Radiation Resistance ng Aramid Fiber
Ang meta-aramid ay nagpapakita ng pambihirang paglaban sa radiation. Halimbawa, sa ilalim ng matagal na pagkakalantad sa 1.2×10⁻² W/cm² ultraviolet light at 1.72×10⁸ rad gamma ray, nananatiling hindi nagbabago ang lakas nito. Ang namumukod-tanging paglaban sa radiation na ito ay ginagawang mas angkop para sa mga cable na ginagamit sa mga nuclear power station at spacecraft.
Katatagan ng Aramid Fiber
Ang meta-aramid ay nagpapakita rin ng mahusay na abrasion at paglaban sa kemikal. Pagkatapos ng 100 paglalaba, ang tela na gawa sa lokal na gawang meta-aramid ay nagpapanatili ng higit sa 85% ng orihinal nitong lakas ng pagkapunit. Sa mga aplikasyon ng cable, tinitiyak ng tibay na ito ang pangmatagalang katatagan ng pagganap ng mekanikal at elektrikal.
Mga aplikasyon ng Aramid Fiber
Ang Aramid fiber ay malawakang ginagamit sa industriya ng aerospace, automotive, electromechanical, construction, at sports ng China dahil sa mahusay nitong mekanikal na katangian, mataas na temperatura na resistensya, at katatagan ng kemikal. Ito ay itinuturing na isang pangunahing materyal para sa hinaharap na pag-unlad ng mga industriya na may mataas na pagganap. Sa partikular, ang aramid ay gumaganap ng isang hindi mapapalitang papel sa mga larangan ng komunikasyon optical cables, power cables, high-temperature-resistant cables, submarine cables, at specialty cables.
Aerospace at Military Fields
Nagtatampok ang Aramid fiber ng mababang density, mataas na lakas, at mahusay na paglaban sa kaagnasan. Ito ay malawakang ginagamit sa mga istrukturang bahagi ng mga sasakyang pang-aerospace, tulad ng mga rocket motor casing at broadband radome structures. Ang mga pinagsama-samang materyales nito ay nagpapakita ng mahusay na resistensya sa epekto at transparency ng electromagnetic wave, makabuluhang binabawasan ang bigat ng sasakyang panghimpapawid at pinahuhusay ang kaligtasan. Sa sektor ng pagtatanggol, ginagamit ang aramid sa mga bulletproof na vest, helmet, at lalagyan na lumalaban sa sabog, na ginagawa itong nangungunang materyal para sa susunod na henerasyon ng magaan na proteksyong militar.
Mga Patlang ng Konstruksyon at Transportasyon
Sa industriya ng konstruksiyon, ang aramid fiber ay ginagamit para sa structural reinforcement at bridge cable system dahil sa magaan, flexibility, at corrosion resistance nito. Ito ay lalong epektibo sa pagpapatibay ng mga hindi regular na istruktura. Sa transportasyon, ang aramid ay inilalapat sa mga tela ng kurdon ng gulong para sa mga sasakyan at sasakyang panghimpapawid. Ang Aramid-reinforced na mga gulong ay nag-aalok ng mataas na lakas, paglaban sa pagbutas, paglaban sa init, at mahabang buhay ng serbisyo, na nakakatugon sa mga hinihingi sa pagganap ng mga modernong high-speed na sasakyan at sasakyang panghimpapawid.
Industriya ng Electrical, Electronics, at Cable
Ang Aramid fiber ay may partikular na kilalang mga aplikasyon sa mga sektor ng electrical, electronics, at wire at cable manufacturing, lalo na sa mga sumusunod na lugar:
Mga Tensile Member sa Optical Cable: Na may mataas na tensile strength at modulus, ang aramid fiber ay nagsisilbing tensile member sa mga optical cable ng komunikasyon, na nagpoprotekta sa mga pinong optical fiber mula sa deformation sa ilalim ng tensyon at tinitiyak ang matatag na paghahatid ng signal.
Reinforcement in Cables: Sa mga espesyal na cable, submarine cable, power cable, at high-temperature-resistant cable, ang aramid ay karaniwang ginagamit bilang central reinforcement element o armor layer. Kung ikukumpara sa mga metal reinforcement, ang aramid ay nag-aalok ng higit na lakas sa mas mababang timbang, na lubos na nagpapahusay sa lakas ng cable tensile at mechanical stability.
Insulation at Flame Retardancy: Ang mga composite ng Aramid ay nagtataglay ng mahusay na dielectric at thermal stability. Malawakang ginagamit ang mga ito sa mga layer ng cable insulation, flame-retardant jacket, at halogen-free na low-smoke sheathing. Ang Aramid na papel, pagkatapos na ma-impregnated ng insulating varnish, ay pinagsama sa natural na mika para magamit sa mga motor at mga transformer na lumalaban sa mataas na temperatura.
Fire-Resistant at Rail Transit Cables: Ang likas na paglaban ng apoy at heat tolerance ng Aramid fiber ay ginagawa itong perpekto para sa paggamit sa mga shipboard cable, rail transit cable, at nuclear-grade fire-resistant cable, kung saan mahigpit ang mga pamantayan sa kaligtasan.
EMC at Lightweighting: Ang mahusay na electromagnetic transparency ng Aramid at mababang dielectric constant ay ginagawa itong angkop para sa mga EMI shielding layer, radar radomes, at optoelectronic integration na mga bahagi, na tumutulong na mapabuti ang electromagnetic compatibility at bawasan ang bigat ng system.
Iba pang mga Aplikasyon
Dahil sa mataas na aromatic ring content nito, ang aramid fiber ay nag-aalok ng natitirang chemical stability at corrosion resistance, na ginagawa itong angkop para sa marine ropes, oil drilling cables, at overhead transmission optical cables sa malupit na kapaligiran. Malawak din itong ginagamit sa mga premium na kagamitang pang-sports, protective gear, at automotive brake pad, at lalong ginagamit bilang environment friendly na alternatibo sa asbestos sa sealing at insulation application, thermal insulation panel, at iba pang sealing component, na tinitiyak ang performance at kaligtasan sa kapaligiran.
Oras ng post: Hul-31-2025