Az aramid szál, az aromás poliamid szál rövidítése, a négy nagy teljesítményű szál között szerepel, amelyeket Kínában prioritásként fejlesztenek a fejlesztés során, a szénszál, az ultranagy molekulatömegű polietilén szál (UHMWPE) és a bazaltszál mellett. A közönséges nejlonhoz hasonlóan az aramid szál a poliamid szálak családjába tartozik, amidkötésekkel a fő molekulaláncban. A legfontosabb különbség a kötésben rejlik: a nejlon amidkötései alifás csoportokhoz kapcsolódnak, míg az aramid kötései benzolgyűrűkkel vannak konjugálva. Ez a speciális molekulaszerkezet rendkívül nagy axiális szilárdságot (>20cN/dtex) és modulust (>500GPa) biztosít az aramid szálnak, így ez az előnyben részesített anyag a csúcskategóriás kábelek megerősítéséhez.
Aramidszálak típusai
Aramid szálfőként teljesen aromás poliamid szálakat és heterociklusos aromás poliamid szálakat foglal magában, amelyek tovább kategorizálhatók orto-aramid, para-aramid (PPTA) és meta-aramid (PMTA) kategóriákba. Ezek közül a meta-aramid és a para-aramid az iparosodott szálak. Molekulaszerkezeti szempontból a kettő közötti fő különbség a benzolgyűrűben lévő szénatom helyzetében rejlik, amelyhez az amidkötés kapcsolódik. Ez a szerkezeti különbség jelentős különbségekhez vezet a mechanikai tulajdonságokban és a hőstabilitásban.
Para-aramid
A para-aramid, vagy poli(p-fenilén-tereftalamid) (PPTA), Kínában Aramid 1414 néven is ismert, egy lineáris, nagy molekulatömegű polimer, amelynek amidkötéseinek több mint 85%-a közvetlenül aromás gyűrűkhöz kapcsolódik. A kereskedelmileg legsikeresebb para-aramid termékek a DuPont Kevlar® és a Teijin Twaron® termékei, amelyek uralják a globális piacot. Ez volt az első szál, amelyet valaha folyadékkristályos polimer fonási oldattal állítottak elő, és ezzel a nagy teljesítményű szintetikus szálak új korszakát nyitotta meg. Mechanikai tulajdonságok tekintetében szakítószilárdsága elérheti a 3,0–3,6 GPa-t, rugalmassági modulusát a 70–170 GPa-t, szakadási nyúlását pedig a 2–4%-ot. Ezek a kivételes tulajdonságok pótolhatatlan előnyöket biztosítanak neki az optikai kábelek megerősítésében, a ballisztikai védelemben és más területeken.
Meta-aramid
A meta-aramid, vagy poli(m-fenilén-izoftálamid) (PMTA), Kínában Aramid 1313 néven is ismert, egy vezető, magas hőmérsékletnek ellenálló szerves szál. Molekulaszerkezete amidcsoportokból áll, amelyek meta-fenilén gyűrűket kötnek össze, cikkcakkos lineáris láncot alkotva, amelyet erős intermolekuláris hidrogénkötések stabilizálnak egy 3D hálózatban. Ez a szerkezet kiváló égésgátló, hőstabilitással és sugárzásállósággal ruházza fel a szálat. Egy tipikus termék a DuPont Nomex®, amelynek határoxigén-indexe (LOI) 28–32, üvegesedési hőmérséklete körülbelül 275 °C, és folyamatos üzemi hőmérséklete 200 °C felett van, így széles körben használják tűzálló kábelekben és magas hőmérsékletű szigetelőanyagokban.
Az aramidszál kiemelkedő tulajdonságai
Az aramid szál ultra nagy szilárdságot, nagy modulust, hőállóságot, sav- és lúgállóságot, alacsony súlyt, szigetelőképességet, öregedésállóságot, hosszú élettartamot, kémiai stabilitást, égés közbeni olvadt cseppek hiányát és nem mérgező gázkibocsátást kínál. Kábelalkalmazások szempontjából a para-aramid felülmúlja a meta-aramidot hőállóságban, -196 és 204 °C közötti folyamatos üzemi hőmérséklet-tartományban, és 500 °C-on sem bomlik vagy olvad. A para-aramid legjelentősebb tulajdonságai közé tartozik az ultra nagy szilárdság, a nagy modulus, a hőállóság, a vegyi ellenállás és az alacsony sűrűség. Szilárdsága meghaladja a 25 g/dtex értéket – 5-6-szorosa a kiváló minőségű acélénak, 3-szorosa az üvegszálénak és kétszerese a nagy szilárdságú nejlon ipari fonalénak. Modulusa 2-3-szorosa az acélénak vagy üvegszálénak, és 10-szerese a nagy szilárdságú nejlonénak. Kétszer olyan kemény, mint az acélhuzal, és csak körülbelül 1/5-ét nyom, így különösen alkalmas optikai kábelek, tengeralatti kábelek és más csúcskategóriás kábeltípusok megerősítésére.
Az aramidszál mechanikai tulajdonságai
A meta-aramid egy rugalmas polimer, amelynek szakítószilárdsága nagyobb, mint a hagyományos poliészteré, pamuté vagy nejloné. Nagy nyúlási sebességgel, puha tapintással, jó fonhatósággal rendelkezik, és különböző denier sűrűségű rövid szálakká vagy filamentekké állítható elő. Szabványos textilipari gépekkel szövetekké és nem szőtt textíliákká fonható, és feldolgozható a különböző iparágak védőruházati igényeinek kielégítésére. Az elektromos szigetelés területén a meta-aramid lángálló és hőálló tulajdonságai kiemelkedőek. 28-nál nagyobb LOI-értékkel a láng elhagyása után nem ég tovább. Lángállósága kémiai szerkezetének belső tulajdonsága, így tartósan lángálló – ellenáll a mosás vagy hosszú távú használat miatti teljesítményveszteségnek. A meta-aramid kiváló hőstabilitással rendelkezik, folyamatos használat mellett 205°C-on is használható, és még 205°C feletti hőmérsékleten is erősen megtartja szilárdságát. Bomlási hőmérséklete magas, magas hőmérsékleten nem olvad és nem csöpög, csak 370°C felett kezd elszenesedni. Ezek a tulajdonságok ideálissá teszik magas hőmérsékletű vagy tűzálló kábelek szigetelésére és megerősítésére.
Az aramidszál kémiai stabilitása
A meta-aramid kiválóan ellenáll a legtöbb vegyszernek és tömény szervetlen savnak, bár érzékeny a tömény kénsavra és salétromsavra. Szobahőmérsékleten jó lúgállósággal is rendelkezik.
Az aramidszál sugárzásállósága
A meta-aramid kivételes sugárzásállósággal rendelkezik. Például hosszan tartó 1,2×10⁻² W/cm² ultraibolya fénynek és 1,72×10⁸ rad gammasugaraknak való kitettség esetén a szilárdsága változatlan marad. Ez a kiemelkedő sugárzásállóság különösen alkalmassá teszi atomerőművekben és űrhajókban használt kábelekhez.
Az aramidszál tartóssága
A meta-aramid kiváló kopás- és vegyszerállóságot is mutat. 100 mosás után a hazai gyártású meta-aramidból készült szövet eredeti szakítószilárdságának több mint 85%-át megőrzi. Kábelalkalmazásokban ez a tartósság biztosítja a hosszú távú mechanikai és elektromos teljesítménystabilitást.
Aramidszál alkalmazásai
Az aramid szálat széles körben használják Kína repülőgépiparában, autóiparában, elektromechanikai iparában, építőiparában és sportiparában kiváló mechanikai tulajdonságai, magas hőmérsékleti ellenállása és kémiai stabilitása miatt. Kulcsfontosságú anyagnak tekintik a nagy teljesítményű iparágak jövőbeli fejlődése szempontjából. Az aramid különösen pótolhatatlan szerepet játszik a kommunikációs optikai kábelek, a tápkábelek, a magas hőmérsékletnek ellenálló kábelek, a tengeralatti kábelek és a speciális kábelek területén.
Repülőgép- és katonai területek
Az aramid szál alacsony sűrűségű, nagy szilárdságú és kiváló korrózióállósággal rendelkezik. Széles körben alkalmazzák repülőgépipari járművek szerkezeti elemeiben, például rakétahajtóművek burkolataiban és szélessávú radomok szerkezeteiben. Kompozit anyagai kiváló ütésállóságot és elektromágneses hullám-áteresztőképességet mutatnak, jelentősen csökkentve a repülőgépek súlyát és növelve a biztonságot. A védelmi szektorban az aramidot golyóálló mellényekben, sisakokban és robbanásbiztos konténerekben használják, így vezető anyaggá válik a könnyű katonai védelem következő generációjában.
Építőipari és közlekedési területek
Az építőiparban az aramid szálat szerkezeti megerősítéshez és hídkábelrendszerekhez használják könnyű súlya, rugalmassága és korrózióállósága miatt. Különösen hatékony a szabálytalan szerkezetek megerősítésében. A közlekedésben az aramidot autók és repülőgépek gumiabroncs-kordszöveteiben alkalmazzák. Az aramid erősítésű gumiabroncsok nagy szilárdságot, átszúrásállóságot, hőállóságot és hosszú élettartamot kínálnak, megfelelve a modern nagysebességű járművek és repülőgépek teljesítményigényeinek.
Villamos-, elektronikai és kábelipar
Az aramid szál különösen kiemelkedő alkalmazási területekkel rendelkezik az elektromos, elektronikai, valamint a vezeték- és kábelgyártási szektorokban, különösen a következő területeken:
Szakítószilárdságú elemek optikai kábelekben: Nagy szakítószilárdságával és modulusával az aramid szál szakítószilárdságú elemként szolgál a kommunikációs optikai kábelekben, védi a kényes optikai szálakat a feszültség alatti deformációtól, és biztosítja a stabil jelátvitelt.
Kábelerősítés: Speciális kábelekben, tengeralatti kábelekben, erősáramú kábelekben és magas hőmérsékletnek ellenálló kábelekben az aramidot gyakran használják központi erősítőelemként vagy páncélrétegként. A fémerősítésekhez képest az aramid nagyobb szilárdságot kínál alacsonyabb súly mellett, ami jelentősen növeli a kábel szakítószilárdságát és mechanikai stabilitását.
Szigetelés és lángállóság: Az aramid kompozitok kiváló dielektromos és hőstabilitással rendelkeznek. Széles körben használják őket kábelszigetelő rétegekben, lángálló burkolatokban és halogénmentes, alacsony füstkibocsátású burkolatokban. Az aramidpapírt szigetelőlakkkal impregnálva természetes csillámmal kombinálják, hogy magas hőmérsékletnek ellenálló motorokban és transzformátorokban használják.
Tűzálló és vasúti szállítókábelek: Az aramid szálak lángállósága és hőtűrése ideálissá teszi őket hajókábelekben, vasúti szállítókábelekben és nukleáris tűzálló kábelekben való használatra, ahol szigorú biztonsági előírások vonatkoznak.
EMC és könnyűszerkezetes kialakítás: Az aramid kiváló elektromágneses átlátszósága és alacsony dielektromos állandója alkalmassá teszi EMI árnyékoló rétegekhez, radar antennákhoz és optoelektronikai integrációs alkatrészekhez, javítva az elektromágneses kompatibilitást és csökkentve a rendszer súlyát.
Egyéb alkalmazások
Magas aromás gyűrűtartalmának köszönhetően az aramid szál kiemelkedő kémiai stabilitást és korrózióállóságot kínál, így alkalmassá teszi tengeri kötelek, olajfúró kábelek és felsővezetékes optikai kábelek gyártására zord környezetben. Széles körben használják prémium sportfelszerelésekben, védőfelszerelésekben és autóipari fékbetétekben is, és egyre inkább környezetbarát alternatívájaként alkalmazzák az azbesztnek tömítési és szigetelési alkalmazásokban, hőszigetelő panelekben és egyéb tömítőelemekben, biztosítva mind a teljesítményt, mind a környezetbiztonságot.
Közzététel ideje: 2025. július 31.