Aramidevezelstoffen

Aramidevezel, volledig bekend als "polyfenyleentereftalamide", heeft uitstekende eigenschappen zoals ultrahoge sterkte, hoge modulus, hoge temperatuurbestendigheid, zuurbestendigheid, alkalibestendigheid, lichtgewicht, enz. Aramidevezel is met succes ontwikkeld en gecommercialiseerd door DuPont Kevlar Fabrics in 1960. Daarom heeft aramidevezel vóór de opkomst van koolstofvezel altijd de hoogwaardige vezelmarkt bezet.

1 / Hoge slagvastheid en scheurvastheid

Aramidevezel heeft een uitstekende slagvastheid en omdat het taai is en veel energie kan absorberen, zal het niet barsten onder druk. Het wordt veel gebruikt om bepantsering te vervaardigen voor kogelvrije vesten, schepen, kajaks en onderdelen van militaire voertuigen. De slagvastheid van aramidevezelcomposiet is 5 keer die van koolstofvezelcomposiet (gemeten met de valhamerslagmethode). Dit buitengewone anti-impact- of anti-kogelvermogen wordt veroorzaakt door de vorming van lange atoomketens met aramidestructuur.

Vanwege de uitstekende slagvastheid wordt aramidevezel veel gebruikt om kogelvrije vesten en tankpantsermaterialen voor militaire doeleinden te maken. Het kogelwerende vest is meestal gemaakt van tientallen lagen aramide (zoals Kevlar) en bevat een keramische plaat tussen de twee lagen. De beschermhoes die door sommige gepantserde voertuigen (zoals de Amerikaanse M1-tank) wordt gebruikt, is gemaakt van staal-aramidestaal, dat bestand is tegen antitankraketten met een diameter van 700 mm.

2／ Lage dichtheid/laag gewicht

Aramidevezel heeft een zeer laag gewicht, wat een voordeel is bij het vervaardigen van composietmaterialen. Hoewel koolstofvezelcomposieten als zeer licht worden beschouwd, zijn aramidevezelcomposieten ongeveer 20 procent lichter dan koolstofvezelcomposieten. Het gebruik van aramideweefsel in composieten kan de slagvastheid en slijtvastheid verhogen en het gewicht van composietcomponenten verminderen.

De dichtheid van aramidevezel is ongeveer 1,45 g/cm³, de dichtheid van aramide/epoxycomposiet is ongeveer 1,3 g/cm³. De berekening is gebaseerd op epoxyhars en verharder ~1,1 g/cm³ en de geavanceerde technologie die wordt gebruikt bij de productie van composietmaterialen, namelijk autoclaaf prepreg. De dichtheid van koolstofvezelcomposieten, die over het algemeen als zeer licht worden beschouwd, ligt dicht bij 1,55 g/cm³. Over het algemeen zijn aramidevezelcomposieten 20 procent lichter dan koolstofvezelcomposieten.

Hoe het gewicht van aramidevezelcomposieten en metalen vergelijken? 2,7 g/cm voor aluminium ³, 4,5 g/cm voor titanium ³, 7,9 g/cm voor staal ³ Daarom zijn aramidevezelcomposieten 2 keer lichter dan aluminium, 3 of 4 keer lichter dan titanium en 6 keer lichter dan staal .

3／ Matige stijfheid, tussen glasvezel en koolstofvezel

Aramidevezelcomposieten hebben een hogere stijfheid dan glasvezelcomposieten, maar ook aanzienlijk minder dan koolstofvezelcomposieten. Aramidevezels zijn vergelijkbaar met koolstofvezels. Er zijn veel soorten vezels, waaronder standaard-, medium- en high-modulusvezels, die verschillende stijfheid en sterkte kunnen bieden.

De stijfheid van verschillende soorten vezels is als volgt:

Glasvezeldoek - van 72 GPa (standaard E-glas) tot 87 GPa (S-versterkt glasweefsel);

Koolstofvezelstof - van 230 GPa (Toray T300) tot 588 GPa (Toray HM-klasse M60J);

Aramidestof - van 96 GPa (Kevlar 129 voor standaard aramide) tot 186 GPa (Kevlar 149 voor vliegtuig-/luchtvaartindustrie).

Concluderend: de stijfheid van aramidecomposieten gemaakt van standaardweefsels is 30-40 procent hoger dan die van glasvezelcomposieten en 50 procent lager dan die van koolstofvezelcomposieten

4/ slijtvastheid

Aramidevezelcomposieten worden veel gebruikt in slijtagegevoelige onderdelen, zoals beschermplaten om racemotoren te beschermen. Aramide wordt meestal gebruikt in de extractie-industrie (zoals de mijnbouw) om de rubberen band van de transportband te versterken en een hogere sterkte en slijtvastheid te garanderen. Volgens de fabrikant van Kevlar kan de slijtvastheid na versterking met 50-70 procent worden verbeterd. Vanwege deze eigenschappen kan het materiaal worden gebruikt voor composietmaterialen en werkkleding, zoals snijbestendige veiligheidshandschoenen met aramideweefsels, zoals Twaron of Kevlar.

5/ Lage diëlektrische constante

De diëlektrische constante van aramidevezelcomposietmateriaal is zo laag als ~ 3,85 (10 GHz), waardoor de goede prestaties en sterkte van signaaldoordringende aramide beschermhoes / radome worden gegarandeerd. Deze antenne wordt veel gebruikt voor militaire doeleinden, zoals op militaire vliegtuigen.

Aramidevezel gebruikt in militaire radome

De behuizing/radome van aramidevezelcomposiet beschermt de antenne tegen beschadiging en zorgt voor goede signaalprestaties. E-glasvezelcomposieten bieden daarentegen een diëlektrische constante die overeenkomt met 6,1 (10 GHz), wat resulteert in een vermindering van 60 procent van het antennesignaalvermogen en de prestaties. Naast aramidevezel wordt ook kwartsvezel gebruikt en de diëlektrische constante is 3,78 (10 GHz).

6/ Andere kenmerken

Aramidevezel heeft lage thermische uitzettingseigenschappen, die zeer stabiel is bij hoge temperaturen, bijna nul. De thermische uitzettingscoëfficiënt is enigszins negatief, gelijk aan (- 2.4 x 10 ⁻ ⁶/ graad C). Aramidevezel isoleert goed en geleidt geen elektriciteit.

Een speciale eigenschap van aramidevezelcomposieten houdt verband met trillingsabsorptie, zodat het kan worden gebruikt om trillingsdragende componenten te vervaardigen, zoals structurele componenten van vliegtuigen.

Aramide kan worden geweven met koolstofvezel of glasvezel om koolstofvezel-aramideweefsel of glasvezel-aramideweefsels te vormen die de voordelen van 2 soorten vezels kunnen maximaliseren.

Populaire tags: stoffen van aramidevezels