高いパフォーマンスの合成繊維であるAramid Kevlarは、その卓越した強度、耐熱性、軽量特性により、さまざまな業界で大きな人気を博しています。 Aramid Kevlarのサプライヤーとして、私はこの驚くべき素材がどのように作られているかという複雑なプロセスを共有できることを楽しみにしています。
1。原材料
Aramid Kevlarの生産は、慎重に選択された原材料から始まります。主要なビルディングブロックは、モノマー、特にパラ - フェニレンジアミン（PPD）と塩化テレフタロイル（TCL）です。これらのモノマーは、ケブラーに独自の特性を与える長く強力なチェーンを形成するために必要な化学構造を持っているため、重要です。
パラ - フェニレンジアミンは、ベンゼン環構造とパラ位置に2つのアミノ基を備えた有機化合物です。一方、テレフタロイル塩化物は、テレフタル酸に由来する酸塩化物です。これらの化学物質はどちらも非常に反応性が高く、制御された環境では細心の注意を払って処理する必要があります。これらの原材料の純度は、小さな不純物でさえ最終的なケブラー製品の品質と性能に影響を与える可能性があるため、最も重要です。
2。重合
製造プロセスの最初の主要なステップは重合です。これは、モノマーであるPPDとTCLを組み合わせてポリマーを形成する化学反応です。反応は溶媒、通常はn -メチル-2-ピロリドン（NMP）で起こり、モノマーの溶解に役立ち、均一な反応を可能にします。
重合反応は発熱性であり、熱を放出します。温度を制御し、望ましくない副反応を防ぐための特別な冷却システムが整っています。反応は、温度、圧力、反応時間の慎重に制御された条件下で行われます。モノマーが反応すると、それらはケブラーの化学名であるポリ（P-フェニレンテレフタラミド）の長い鎖を形成します。
重合中、アミド結合は、PPDのアミノ基とTCLの酸塩化物基との間に形成されます。これらのアミド結合は非常に強く、ケブラーポリマーの高い引張強度に寄与します。得られたポリマー溶液は、長くて線形ポリマー鎖を含む粘性のある黄金色の茶色の液体です。
3。スピニング
重合後、次のステップは回転します。スピニングは、ポリマー溶液を繊維に変換するプロセスです。異なる紡績方法がありますが、Kevlarの場合、最も一般的な方法は乾燥しています - ジェットウェットスピニング。
ドライ - ジェットウェットスピニングでは、ポリマー溶液が最初にスピナーレットから押し出されます。これは、複数の小さな穴のあるデバイスです。溶液がスピナーレットを出ると、薄いフィラメントが形成されます。次に、これらのフィラメントはエアギャップを通過します。エアギャップは、スピナーレットと凝固浴の間の距離が短いです。
エアギャップにより、フィラメントの溶媒がわずかに蒸発することができ、フィラメントの表面を固めるのに役立ちます。エアギャップを通過した後、フィラメントは凝固浴に入ります。これは通常、水の溶液であり、ポリマーの非溶媒です。凝固浴では、残りの溶媒が除去され、ポリマーが完全に固化し、固体繊維が形成されます。
次に、繊維を洗浄して、残りの溶媒と不純物を除去します。洗った後、彼らは乾燥させ、スプールに巻き込まれます。繊維の直径は、スピナーレットの穴のサイズと押し出し速度を調整することで制御できます。
4。熱処理
繊維が形成されると、熱処理プロセスを受けます。熱処理は、ケブラー繊維の機械的特性を強化するために不可欠です。繊維は、窒素などの不活性雰囲気で、通常は400〜500°C前後の高温に加熱されます。
熱処理中、繊維のポリマー鎖がさらに整列し、結晶化されます。このアライメントと結晶化は、繊維の強度と剛性を高めます。また、熱処理は、残留溶媒を除去し、繊維の化学的安定性を改善するのに役立ちます。
熱処理の正確な温度と期間は、最終ケブラー製品の目的の特性に依存します。熱処理後、繊維は室温までゆっくりと冷却され、内部応力が形成されないようにします。
5。仕上げ
製造プロセスの最後のステップは終了です。仕上げには、ケブラー繊維にさまざまな治療を適用して、パフォーマンスと処理性を向上させることが含まれます。一般的な仕上げ治療法は、サイジングエージェントの適用です。
サイジングエージェントは、繊維の表面に適用される薄いコーティングです。取り扱いと処理中の摩耗から繊維を保護するのに役立ちます。サイジングエージェントは、繊維と複合用途の樹脂などの他の材料との接着も改善します。
ケブラー繊維は、紫外線、化学物質、水分に対する耐性を改善するために処理することもできます。これらの治療は、さまざまな環境でケブラー産物の寿命を延ばすことができます。終了後、Kevlar繊維はさまざまなアプリケーションで使用する準備ができています。
Aramid Kevlarのアプリケーション
Aramid Kevlarには、その優れた特性により、幅広いアプリケーションがあります。航空宇宙産業では、翼、胴体、エンジン部品などの航空機部品の製造に使用されています。 Kevlarの高強度 - 重量比は、構造の完全性を維持しながら航空機の重量を減らすのに理想的な材料となります。
自動車産業では、ケブラーはタイヤ、ブレーキパッド、エンジンベルトで使用されています。その高強度と耐熱性は、これらのコンポーネントのパフォーマンスと耐久性を改善するのに役立ちます。スポーツ用品業界では、ケブラーはテニスラケット、ゴルフクラブ、自転車フレームなどの製品で使用されています。
保護衣類業界では、ケブラーは、防弾チョッキ、ヘルメット、カットの耐性手袋で使用されていることで知られています。その高強度と穿刺抵抗は、法執行官、軍人、および産業労働者に優れた保護を提供します。
私たちの提供
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私たちも持っていますアラミッド繊維布それは私たちの州で生産されています - - アート工場。当社の工場では、最新の製造技術を使用して、アラミッド繊維布の最高品質を確保しています。
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参照
- モーガン、PW（1981）。凝縮ポリマー：界面および溶液方法による。インターサイエンスパブリッシャー。
- Lewin、M。、＆Pearce、em（eds。）。 （1993）。繊維科学技術のハンドブック：高パフォーマンス繊維、ボリュームIII。マルセル・デッカー。
- Vincent、JFV（1990）。構造生体材料。プリンストン大学出版局。