Εισαγωγή στο Αραμίδιο

Η ίνα αραμιδίου είναι ένα γραμμικό πολυμερές που αποτελείται από αρωματικές και αμιδικές ομάδες. Διαθέτει όχι μόνο εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες αλλά και σταθερή χημική δομή και ιδανικές μηχανικές ιδιότητες.

Αυτά τα χαρακτηριστικά προσδίδουν στις ίνες αραμιδίου πολλά πλεονεκτήματα, όπως εξαιρετικά υψηλή αντοχή, υψηλό μέτρο ελαστικότητας, αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, αντοχή σε οξέα και αλκάλια, ελαφρύ βάρος και αντοχή στη φθορά.

Σε αντίθεση με τις μοριακές αλυσίδες των συνηθισμένων εύκαμπτων πολυμερών, η κύρια δομή της αλυσίδας των ινών αραμιδίου βασίζεται στην παρα-θέση των δακτυλίων βενζολίου, σχηματίζοντας μια μοριακή δομή που μοιάζει με ράβδο.

Αυτή η μοναδική μοριακή δομή δυσκολεύει τα τμήματα της μοριακής αλυσίδας να υποστούν εσωτερική περιστροφή, παρουσιάζοντας έτσι μια γραμμική άκαμπτη δομή.

Οι ίνες αραμιδίου εμφανίζουν επίσης μια ποικιλία υπερμοριακών δομών, συμπεριλαμβανομένων δομών πυρήνα-περιβλήματος, υποκρυσταλλικών δομών και δομών μικροϊνών. Η κρυσταλλικότητα του περιβλήματος ινών είναι χαμηλότερη από αυτή του πυρήνα και το πάχος του περιβλήματος ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο της ίνας και τη διαδικασία κλώσης, συνήθως κυμαινόμενο από 0,1 μm έως 1 μm. 

Ο πυρήνας αποτελείται από μονοκρυστάλλους διατεταγμένους κατά μήκος του άξονα της ίνας, με ελαφρώς χαμηλότερο βαθμό προσανατολισμού από το περίβλημα. Τα μόρια στην ίνα είναι σχεδόν παράλληλα με τον άξονα της ίνας κατά τη διαμήκη κατεύθυνση, ενώ κατά την εγκάρσια κατεύθυνση είναι ακτινικά προσανατολισμένα παράλληλα με τα φύλλα δεσμών υδρογόνου.

Από την άλλη πλευρά, τα μετα-αραμίδια, που αντιπροσωπεύονται από ίνες πολυ(μ-φαινυλενο ισοφθαλαμιδίου) (PMTA), δεν έχουν το φαινόμενο σύζευξης των ομοιοπολικών δεσμών στις μοριακές τους αλυσίδες, με αποτέλεσμα χαμηλότερη περιστροφική δυναμική ενέργεια εντός των μοριακών αλυσίδων. Οι μακρομοριακές αλυσίδες είναι πιο εύκαμπτες από τα παρα-αραμίδια, και οι ίνες έχουν επίσης χαμηλότερη κρυσταλλικότητα.

Εφαρμογές ινών αραμιδίου

Οι ίνες παρα-αραμιδίου, με τις εξαιρετικές ιδιότητες βαλλιστικής προστασίας τους, παίζουν βασικό ρόλο στον τομέα της στρατιωτικής προστασίας. Χρησιμοποιούνται επίσης συχνά ως ενίσχυση σε σύνθετα υλικά, αναμεμειγμένα με ίνες άνθρακα, ίνες γυαλιού κ.λπ.

Ο πολτός αραμιδίου, μια ίνα με υψηλή ινιδίωση, έχει υψηλή ειδική επιφάνεια και μοναδικές ιδιότητες εφελκυσμού και χαμηλής πυκνότητας, καθιστώντας τον ιδανικό ενισχυτικό υλικό σε ρητίνες, ελαστικά και άλλες μήτρες.

Η εφαρμογή ινών μετα-αραμιδίου σημαίνει ότι τα υφάσματα που κατασκευάζονται από αυτές τις ίνες παίζουν ζωτικό ρόλο σε βιομηχανίες όπως η μεταποίηση, ο στρατός, η πυρόσβεση και ο μηχανοκίνητος αθλητισμός.

Σύνοψη και Προοπτικές

Οι σωλήνες ενισχυμένοι με αραμίδιο έχουν επιδείξει σημαντικά πλεονεκτήματα στον τομέα των αγωγών πετρελαίου και φυσικού αερίου, αντικαθιστώντας αποτελεσματικά τους παραδοσιακούς χαλύβδινους σωλήνες και αποτρέποντας έτσι τις διαρροές που προκαλούνται από τη διάβρωση. Επιπλέον, η ελαφριά τους φύση απλοποιεί τη μεταφορά και την εγκατάσταση.

Η μελλοντική εστίαση της τεχνολογικής έρευνας και ανάπτυξης των επιχειρήσεων αραμιδίου της χώρας μου θα επικεντρωθεί στις ακόλουθες πτυχές: βελτίωση της απόδοσης του αραμιδίου μέσω τροποποίησης συμπολυμερισμού, βελτιστοποίηση των συνθηκών επεξεργασίας και παραγωγής και μείωση του κόστους των ινών· και δυνατότητα προσαρμογής του αραμιδίου σε διαφορετικές ανάγκες εφαρμογών μέσω τροποποίησης επιφάνειας, μεικτών ινών και νέων τεχνολογιών χύτευσης, βελτιώνοντας παράλληλα την απόδοση και μειώνοντας το κόστος εφαρμογής.