Арамидная ткань: описание материала, свойства и области применения

Свое название, арамидные волокна (арамиды) получили из-за бензольных колец, в своей основе, которые соединены амидными связями.

Отличительной чертой сверхпрочных и сверхвысокомодульных арамидных волокон является высокоориентированная структура. Основными видами, применяемыми в широких масштабах являются нити на основе параарамидов. Согласно общим данным, арамиды создавались практически одновременно в России и США где то в начале 70-х годов.

Благодаря низкой плотности, арамиды превосходят все виды промышленно выпускаемых армирующих материалов по удельной прочности, уступая по модулю упругости углеродным и борным волокнам.

Сверхпрочные параарамидные жгуты широко применяют в производстве тяжелонагруженных текстильных материалов и изделий (тросы, канаты и т.д.).

Свойства

Чтобы до конца изучить свойства арамидных материалов, необходимо знать, чем арамидная нить отличается от других волокон, что это такое, и как можно улучшить характеристики самого полотна.

Арамидные волокна — это нити, имеющие сверхпрочную структуру, благодаря особому соединению атомов в молекуле. Это обеспечивает следующие свойства, которыми характеризуются арамидные ткани:

• высокую термостойкость – волокна не плавятся, нить начинает разрушаться только при температуре выше 500оС, но, несмотря на это, изделия из ткани арамид выдерживают тепловой удар кратковременного воздействия в 1000оС;
• сверхпрочность – в пять раз прочнее стали, выдерживает свыше 600 кг на кв.мм на разрыв;
• легкость – в два раза легче стекловолокна, плотность полотна составляет 1500 кг/м куб;
• биоустойчивость – не впитывает в себя различного рода запахи, не подвергается воздействию бактерий и грибков.

Общие качества арамидных тканей

Из арамидных волокон делают несколько видов разной продукции. Многие достоинства присущи всей группе материалов.

• Удивительная прочность, которая значительно превышает прочностные характеристики стали.
• Маленький вес. Арамидные ткани гораздо легче стекловолоконных материалов.
• Способность сохранять защитные качества при очень высоких температурах. При температуре меньше 0°С защитные способности усиливаются.
• Неспособность гореть и плавиться.
• Огромная устойчивость к механическому действию. Ткань способна защитить от пуль.
• Абсолютная инертность к действию микробов.
• Способность сохранять форму весь период эксплуатации.

Арамидным тканям присущи некоторые недостатки.

• При намокании в воде прочность теряется. Восстанавливается после высыхания материала.
• Арамидные ткани стареют. Для увеличения строка эксплуатации материал дополнительно пропитывают. Производители дают гарантии сохранения качества на протяжении 10 лет.
• Некоторые виды арамидных материалов чувствительны к действию солнца.

Разработчики продолжают усовершенствовать технологию получения волокон и материалов. Это позволяет надеяться на уменьшение количества недостатков в будущем.

Арамидные ткани незаменимы при производстве спецодежды для военных, спасателей, пожарников, металлургов. Из них делают одежду, боевую форму, бронежилеты, каски, оснащение. Благодаря этому материалу спасено большое количество человеческих жизней.

Разновидности материала

Арамидная ткань включает в себя несколько разновидностей, наиболее известны из них следующие:

1. Кевлар — прочность этого материала напрямую зависит от продолжительности воздействия высоких температур. Если высокая температура действует на кевлар около трех суток, его прочность снижается вдвое. При этом полотно никак не реагирует на кратковременные тепловые воздействия.
2. СВМ — отличается от кевлара составом, и поэтому характеризуется высокой прочностью. К синтетическим высокопрочным материалам относят армос и русар. Благодаря применению технологии мокро-сухой формовки нитей, удалось в значительной мере улучшить механические показатели ткани.
3. Тварон — японский аналог кевлара, производится также в Нидерландах. Легкий, упругий, не деформируется, отличается высокой прочностью.
4. Номекс — эластичный, но менее прочен, по сравнению с иными арамидами. Используется с целью фильтрации горячих газов, для пошива спецодежды, в судостроении и авиации.
5. Кермель — популярен во Франции, применяется преимущественно в военной отрасли. Удобен в носке, мягкий, приятен для тела. Окрашивают сами нити, поэтому ткань хорошо сохраняет свой цвет.
6. Арселон — аналог номекса российского производства, является отменным диэлектриком, легкий и эластичный, широко применяется для пошива спецодежды для сварщиков, пожарников и работников металлургической промышленности.

Технология получения

Принцип получения в основном один и тот же, и делится на две стадии:

• Синтез и выделение полимера; Приготовление формовочного раствора;
• Формование волокон из формовочных растворов.

Синтез полимера производится в растворителе с высаживанием водой. Затем полимер промывается водой и тщательно высушивается. Для получения формовочного раствора полимер растворяют в серной кислоте.

Формование самих нитей производится через воздушную прослойку так называемым «сухо мокрым методом» что бы это не означало. То есть, формовочный раствор, продавливается через фильеры и полученные нити попадают в водную ванну. После чего промываются от следов серной кислоты и высушиваются.

Области применения

Можно смело утверждать, что волокна, свойства которых описаны выше, представляют собой неуязвимое для большинства негативных факторов полотно. Именно по этой причине ткань арамид используется по следующим направлениям:

1. Производство касок, комбинезонов, бронежилетов
2. Армирование тросов, шин, строп.
3. Изготовление спортивного инвентаря, бытовой техники, музыкальных инструментов.
4. Автомобилестроение, яхто- и судостроение, оптоволоконная продукция.
5. Пошив спецодежды для тех, кто работает в нефтехимической промышленности, а также для рабочих, чья деятельность связана с влиянием высоких температур (пожарные, металлурги, сварщики).

Где можно встретить арамиды

Арамидные ткани прежде всего идут на изготовление защитной одежды для работников горячих профессий: металлургов, сварщиков. Из материала шьют боевую форму пожарных и спасателей МЧС. Его можно встретить во всех отраслях, где необходима огнезащита.

Прочный материал арамид востребован во многих армиях и полициях планеты. Он идёт на изготовление бронежилетов и касок.

Бифлекс не очень похож на обычную ткань – на нем вы не найдете продольных или поперечных нитей. Материал эргономичен с точки зрения движения, не создает никакого дискомфорта, отличается большим разнообразием расцветок. Одежда из него настолько яркая и нарядная, что никогда не остается незамеченной.

Вы будете просто неотразимы в «воздушном» платье из тонкого муслина. О его достоинствах и недостатках читайте в здесь.

Арамиды в виде тканей или волокон используются в самолёто- и ракетостроении. Они находят широкое применение в народном хозяйстве. Из сверхпрочного материала получаются отличные ленты для транспортёров, арматура для автошин и крепкие тросы, а также арамидную бумагу. Из него также делают безупречные оптико-волоконные кабели.

Инновационные арамидные ткани уже более полувека стоят на страже жизни и здоровья человека. Они сокращают рабочие риски и даже обеспечивают комфорт представителям самых опасных, огненных профессий.

Справка: фабрика по производству арамидных тканей запущена в мае 2015 года в пос. Марусино Люберецкого района Московской области. Площадь 8,5 тыс. кв.м.

© 2020 textiletrend.ru

Недостатки

Несмотря на то, что ткань арамид считается практически волшебной (и пули не пропускает, и в огне не горит), она имеет и ряд недостатков, к которым относят:

• плохую прокрашиваемость — именно по этой причине большинство изделий из арамида имеют желтый цвет волокон;
• чувствительность к ультрафиолетовому излучению — не может в течение длительного периода времени использоваться под прямыми солнечными лучами;
• снижение прочности при намокании — когда изделие из арамидной ткани высыхает, его свойства восстанавливаются;
• высокая стоимость – делает невозможным широкое использование арамида.

Также стоит отметить, что на изделия из арамидных тканей дают гарантию не более 10 лет. Срок эксплуатации одежды можно увеличить, используя специальные пропитки, но это требует дополнительных затрат.

Как и из чего сделана арамидная ткань

Ткань обладает хорошими защитными свойствами.
Материал сделан из арамидных волокон. Это полимерные образования, в которых мономеры, содержащие ароматические кольца, связаны друг с другом линейными и поперечными связями. Прочность арамидной ткани обусловлена именно поперечными связями, содержание которых достигает 85%. В ароматических структурах различают орто-, мета- и пара-положения. Арамидные волокна делают из мета-арамидов, пара-арамидов и сополимеров арамида.

• Пара-арамиды имеют названия тварон, кевлар, СВМ, терлон.
• Мета-арамиды называются номекс, арселон.
• Сополимеры арамидов называются кермель.

Все арамидные волокна обладают повышенными защитными свойствами. Мета-арамиды отличаются особой прочностью. Пара-арамиды имеют повышенные термозащитные качества.

Арамидные ткани делают, используя следующие виды переплетения нитей:

• полотняное;
• атласное;
• саржевое;
• вафельное.

Некоторые арамидные полотна относятся к трикотажным изделиям. Их вяжут на специальных станках из петель.

Баллистическая разновидность арамидных тканей состоит из нескольких слоев. Плетение нитей в каждом слое отличается. Иногда верхний слой делают как нетканый материал.

Шины с арамидным покрытием — суть технологии + список моделей

Вполне себе обычная картина — крупногабаритный внедорожный автомобиль, у которого недостаточно накачаны колеса (или давление упало утром после первых заморозков) на приличной скорости влетает в яму, например, с острыми краями. Или неудачная парковка возле бордюра притирает к нему колесо.

В обоих случаях очень большой шанс получить повреждение боковины шины острой кромкой. Такие повреждения (и не стоит верить рекламе) не ремонтируются либо ремонтируются на совсем короткий период времени. Очень жаль, когда шина с практически не изношенным протектором нуждается в замене. Да и недешево это.

Инженеры компании Нокиан нашли оригинальный способ борьбы с боковыми порезами. Для укрепления боковины SUV-шин, а соответственно — и для увеличения срока ее службы, резину стали укреплять арамидным волокном.

Другое название этого сверхпрочного материала — кевлар. Сфера его применения довольно широка и включает авиационную, космическую и военную отрасли. Находясь в составе резиновой смеси, кевлар является чем-то вроде «бронежилета» для SUV-шины, с помощью которого надежно прикрываются ее самые уязвимые места.

Технология получила название «Nokian Aramid Sidewall». Это самая настоящая революция в шинной индустрии, которая по-настоящему способствует увеличению безопасности больших кроссоверов и внедорожников. По статистике наиболее часто механическим путем повреждается именно боковина SUV-покрышки.

Впервые данную технологию финны внедрили в зимние шины Хаккапелитта 8 SUV. Это нововведение позволило существенно увеличить безопасность и износоустойчивость шин, даже тех, которые большую часть времени эксплуатируются в экстремальных условиях. Владельцы кроссоверов и внедорожников по достоинству оценили нововведение, шины с арамидным покрытием мгновенно стали популярными.

С 2020 года Нокиан начала внедрять технологию практически во всех своих зимних покрышках премиум-класса. Теперь достоинств у зимней резины Нокиан стало на одно больше. Это не только безопасность, курсовая устойчивость, надежное сцепление и повышенная проходимость, но теперь еще и арамидная защита боковин.

Также почитайте: технология усиления шин Runflat

Далее эта запатентованная технология продолжила внедряться в продукцию Nokian, и с 2020 года ее начали использовать уже и при производстве шин для легкой коммерческой техники (микроавтобусов и фургонов массой до 3.5 тонн): Nokian Hakka C2, Nokian Hakkapeliitta C3 и Nokian Hakkapeliitta CR3 содержат кевлар. Кстати, анонсированные новые покрышки Hakkapeliitta R3 SUV также имеют арамидное покрытие.

Использование кевларового покрытия шин для коммерческого транспорта оправдано как никогда: обычно такая техника эксплуатируется с превышением положенной нагрузки (ведь перевозчик хочет сделать как можно меньше рейсов, поэтому и грузит сверх допустимого), а значит должна быть прочной, износостойкой и обеспечивать безопасность в любых условиях. Причем нагрузка эта — ежедневная, ведь простой грузовой технике равносилен убыткам.

Помимо фургонов такая резина удачно применяется на автокемперах (домах-прицепах), ведь их эксплуатация всегда связана с большой нагрузкой. Имея большую собственную массу, они часто передвигаются и по некачественным дорогам — гравийным и каменистым (забираясь в самую глушь для спокойного отдыха), и нередко взаимодействуют с бордюрами на специально отведенных стоянках. Такие колеса не боятся большой массы транспортного средства, обеспечивают ему стабильную и безопасную работу в любых условиях и на любом типе дорожного покрытия.

На сегодняшний день с использованием технологии Aramid Sidewalls Нокиан выпускает следующие модели шин:

• Rotiiva AT Plus;
• Rotiiva AT;
• Rotiiva HT;
• Rockproof;
• Hakka Black 2 SUV;
• Hakka Blue 2 SUV
• Hakkapeliitta 8 SUV;
• Hakkapeliitta 9 SUV;
• Hakkapeliitta R2 SUV;
• Hakkapeliitta LT2.

Конструкция этих покрышек усилена арамидными волокнами, что делает их исключительно устойчивыми к порезу боковины, а также существенно увеличивает их срок эксплуатации.

Распознать наличие кевларовых волокон в шинах можно по логотипу «Aramid Sidewalls», который нанесен на боковину.

Описание

Арамидное волокно – это полимер. Его основной характеристикой является высокая прочность и стойкость к механическим влияниям. Более того, он является широко востребованным из-за того, что может противостоять влиянию температур. Но о применение поговорим далее.

Посмотрите внимательно фото:

Температурные режимы работы:

идеально подходит для работы в высоко-температурных режимах:

Обращаем Ваше внимание, что огнезащитные свойства являются «родными» для данной ткани. Это выгодно отличает ее от многих тканей где огнестойкость достигается с помощью пропиток, которые со временем выветриваются или вымываются, а при нахождении в огне — выделяются ядовитые испарения. Эта ткань (пара-арамидная, келаровая) не обрабатывается огнезащитными пропитками.

По своим прочностным показателям, термостойкая штапельная ткань превосходит ткани — аналоги отечественного и импортного производства (разрывная нагрузка составляет по основе — 2200 Н, по утку — 2050 Н; раздирающая нагрузка составляет: по основе — 370 Н, по утку — 345 Н).

Ткань имеет очень высокий показатель к истиранию (17000 циклов), что в три раза превосходит существующие нормативы и соответственно обеспечивает больший срок службы изделий. Стойкость к изгибу более 300000 циклов.