अरामिड फायबर, ज्याला अरोमॅटिक पॉलियामाइड फायबर म्हणतात, चीनमध्ये विकासासाठी प्राधान्य दिलेल्या चार उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या तंतूंमध्ये सूचीबद्ध आहे, त्यात कार्बन फायबर, अल्ट्रा-हाय मॉलिक्युलर वेट पॉलीथिलीन फायबर (UHMWPE) आणि बेसाल्ट फायबर यांचा समावेश आहे. सामान्य नायलॉनप्रमाणे, अरामिड फायबर हा पॉलियामाइड फायबरच्या कुटुंबातील आहे, ज्यामध्ये मुख्य आण्विक साखळीत अमाइड बंध असतात. मुख्य फरक बाँडिंगमध्ये आहे: नायलॉनचे अमाइड बंध अ‍ॅलिफॅटिक गटांशी जोडलेले असतात, तर अरामिड बेंझिन रिंग्जसह संयुग्मित असतात. ही विशेष आण्विक रचना अरामिड फायबरला अत्यंत उच्च अक्षीय शक्ती (>20cN/dtex) आणि मॉड्यूलस (>500GPa) देते, ज्यामुळे ते उच्च-अंत केबल्स मजबूत करण्यासाठी पसंतीचे साहित्य बनते.
अरामिड फायबरचे प्रकार
अरामिड फायबरयामध्ये प्रामुख्याने पूर्णपणे सुगंधित पॉलिमाइड तंतू आणि हेटेरोसायक्लिक सुगंधित पॉलिमाइड तंतूंचा समावेश आहे, ज्यांचे पुढे ऑर्थो-अ‍ॅरामिड, पॅरा-अ‍ॅरामिड (PPTA) आणि मेटा-अ‍ॅरामिड (PMTA) मध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते. यापैकी, मेटा-अ‍ॅरामिड आणि पॅरा-अ‍ॅरामिड हे औद्योगिकीकरण झालेले आहेत. आण्विक संरचनेच्या दृष्टिकोनातून, या दोघांमधील मुख्य फरक बेंझिन रिंगमधील कार्बन अणूच्या स्थितीत आहे ज्याला अमाइड बंध जोडलेला आहे. या संरचनात्मक फरकामुळे यांत्रिक गुणधर्म आणि थर्मल स्थिरतेमध्ये लक्षणीय फरक होतो.
पॅरा-अरॅमिड
पॅरा-अ‍ॅरामिड, किंवा पॉली(पी-फेनिलीन टेरेफ्थॅलामाइड) (पीपीटीए), ज्याला चीनमध्ये अ‍ॅरामिड १४१४ म्हणून देखील ओळखले जाते, हा एक रेषीय उच्च पॉलिमर आहे ज्याचे ८५% पेक्षा जास्त अमाइड बंध थेट सुगंधी रिंगांशी जोडलेले आहेत. सर्वात व्यावसायिकदृष्ट्या यशस्वी पॅरा-अ‍ॅरामिड उत्पादने म्हणजे ड्यूपॉन्टचे केव्हलर® आणि तेइजिनचे ट्वारोन®, जे जागतिक बाजारपेठेत वर्चस्व गाजवतात. द्रव क्रिस्टलीय पॉलिमर स्पिनिंग सोल्यूशन वापरून उत्पादित केलेला हा पहिला फायबर होता, ज्यामुळे उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या सिंथेटिक तंतूंचा एक नवीन युग सुरू झाला. यांत्रिक गुणधर्मांच्या बाबतीत, त्याची तन्य शक्ती ३.०–३.६ GPa, लवचिक मापांक ७०–१७० GPa आणि ब्रेकवर वाढ २–४% पर्यंत पोहोचू शकते. या अपवादात्मक वैशिष्ट्यांमुळे ते ऑप्टिकल केबल मजबुतीकरण, बॅलिस्टिक संरक्षण आणि इतर क्षेत्रांमध्ये अपूरणीय फायदे देते.
मेटा-अरॅमिड
मेटा-अ‍ॅरामिड, किंवा पॉली(एम-फेनिलीन आयसोफ्थॅलामाइड) (पीएमटीए), ज्याला चीनमध्ये अरामिड १३१३ म्हणून देखील ओळखले जाते, हा एक अग्रगण्य उच्च-तापमान-प्रतिरोधक सेंद्रिय फायबर आहे. त्याच्या आण्विक रचनेत मेटा-फेनिलीन रिंग्ज जोडणारे अमाइड गट असतात, जे ३D नेटवर्कमध्ये मजबूत इंटरमॉलिक्युलर हायड्रोजन बंधांद्वारे स्थिर केलेली झिगझॅग रेषीय साखळी तयार करतात. ही रचना फायबरला उत्कृष्ट ज्वाला मंदता, थर्मल स्थिरता आणि रेडिएशन प्रतिरोधकता प्रदान करते. एक सामान्य उत्पादन म्हणजे ड्यूपॉन्टचे नोमेक्स®, ज्याचा मर्यादित ऑक्सिजन निर्देशांक (LOI) २८-३२, काचेचे संक्रमण तापमान सुमारे २७५°C आणि सतत सेवा तापमान २००°C पेक्षा जास्त असते, ज्यामुळे ते अग्नि-प्रतिरोधक केबल्स आणि उच्च-तापमान इन्सुलेशन सामग्रीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.
अरामिड फायबरचे उत्कृष्ट गुणधर्म
अरामिड फायबरमध्ये अति-उच्च शक्ती, उच्च मापांक, उष्णता प्रतिरोध, आम्ल आणि अल्कली प्रतिरोध, कमी वजन, इन्सुलेशन, वृद्धत्व प्रतिरोध, दीर्घ जीवन चक्र, रासायनिक स्थिरता, ज्वलन दरम्यान वितळलेले थेंब नसणे आणि विषारी वायू उत्सर्जन नसणे यांचा समावेश आहे. केबल वापराच्या दृष्टिकोनातून, पॅरा-अरामिड थर्मल रेझिस्टन्समध्ये मेटा-अरामिडपेक्षा चांगले काम करते, सतत सेवा तापमान श्रेणी -१९६ ते २०४°C पर्यंत असते आणि ५००°C वर विघटन किंवा वितळत नाही. पॅरा-अरामिडच्या सर्वात उल्लेखनीय गुणधर्मांमध्ये अति-उच्च शक्ती, उच्च मापांक, उष्णता प्रतिरोध, रासायनिक प्रतिकार आणि कमी घनता यांचा समावेश आहे. त्याची ताकद २५ ग्रॅम/डीटेक्सपेक्षा जास्त आहे—उच्च-गुणवत्तेच्या स्टीलपेक्षा ५ ते ६ पट, फायबरग्लासपेक्षा ३ पट आणि उच्च-शक्तीच्या नायलॉन औद्योगिक धाग्यापेक्षा दुप्पट. त्याचे मापांक स्टील किंवा फायबरग्लासपेक्षा २-३ पट आणि उच्च-शक्तीच्या नायलॉनपेक्षा १० पट आहे. हे स्टील वायरपेक्षा दुप्पट कठीण आहे आणि त्याचे वजन फक्त १/५ इतके आहे, ज्यामुळे ते ऑप्टिकल केबल्स, सबमरीन केबल्स आणि इतर उच्च दर्जाच्या केबल प्रकारांमध्ये मजबुतीकरण म्हणून वापरण्यासाठी विशेषतः योग्य आहे.
अरामिड फायबरचे यांत्रिक गुणधर्म
मेटा-अरॅमिड हा एक लवचिक पॉलिमर आहे ज्याची ब्रेकिंग स्ट्रेंथ सामान्य पॉलिस्टर, कापूस किंवा नायलॉनपेक्षा जास्त असते. त्याचा लांबीचा वेग जास्त असतो, हाताला मऊपणा येतो, चांगली फिरण्याची क्षमता असते आणि ते वेगवेगळ्या डेनियरच्या लहान तंतू किंवा तंतूंमध्ये तयार केले जाऊ शकते. ते मानक कापड यंत्रसामग्रीचा वापर करून कापड आणि नॉनवोव्हनमध्ये कातले जाऊ शकते आणि विविध उद्योगांच्या संरक्षणात्मक पोशाखांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी त्यावर प्रक्रिया केली जाऊ शकते. इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशनमध्ये, मेटा-अरॅमिडचे ज्वाला-प्रतिरोधक आणि उष्णता-प्रतिरोधक गुणधर्म वेगळे दिसतात. 28 पेक्षा जास्त LOI सह, ते ज्वाला सोडल्यानंतर जळत राहणार नाही. त्याची ज्वाला प्रतिरोधकता त्याच्या रासायनिक संरचनेशी संबंधित आहे, ज्यामुळे ते कायमचे ज्वाला-प्रतिरोधक बनते - धुण्यामुळे किंवा दीर्घकालीन वापरामुळे कामगिरी कमी होण्यास प्रतिरोधक. मेटा-अरॅमिडमध्ये उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता आहे, 205°C वर सतत वापरासह आणि 205°C पेक्षा जास्त तापमानात देखील ताकद मजबूत ठेवते. त्याचे विघटन तापमान जास्त आहे आणि ते उच्च तापमानात वितळत नाही किंवा टपकत नाही, फक्त 370°C पेक्षा जास्त कार्बनाइज होऊ लागते. या गुणधर्मांमुळे ते उच्च-तापमान किंवा अग्निरोधक केबल्समध्ये इन्सुलेशन आणि मजबुतीकरणासाठी आदर्श बनते.
अरामिड फायबरची रासायनिक स्थिरता
मेटा-अ‍ॅरामिड बहुतेक रसायनांना आणि केंद्रित अजैविक आम्लांना उत्कृष्ट प्रतिकारशक्ती देते, जरी ते केंद्रित सल्फ्यूरिक आणि नायट्रिक आम्लांना संवेदनशील असते. खोलीच्या तापमानाला देखील त्याचा चांगला अल्कली प्रतिकार असतो.
अरामिड फायबरचा रेडिएशन प्रतिरोध
मेटा-अ‍ॅरामिडमध्ये अपवादात्मक किरणोत्सर्ग प्रतिकार असतो. उदाहरणार्थ, १.२×१०⁻² W/cm² अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाश आणि १.७२×१०⁸ रेड गामा किरणांच्या दीर्घकाळ संपर्कात राहिल्यास, त्याची शक्ती अपरिवर्तित राहते. या उत्कृष्ट किरणोत्सर्ग प्रतिकारामुळे ते अणुऊर्जा केंद्रे आणि अंतराळयानांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या केबल्ससाठी विशेषतः योग्य बनते.
अरामिड फायबरची टिकाऊपणा
मेटा-अ‍ॅरामिड उत्कृष्ट घर्षण आणि रासायनिक प्रतिकार देखील दर्शविते. १०० वेळा धुतल्यानंतर, घरगुती उत्पादित मेटा-अ‍ॅरामिडपासून बनवलेले कापड त्याच्या मूळ फाडण्याच्या शक्तीच्या ८५% पेक्षा जास्त टिकवून ठेवते. केबल अनुप्रयोगांमध्ये, ही टिकाऊपणा दीर्घकालीन यांत्रिक आणि विद्युत कामगिरी स्थिरता सुनिश्चित करते.
अरामिड फायबरचे अनुप्रयोग
उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म, उच्च-तापमान प्रतिरोधकता आणि रासायनिक स्थिरता यामुळे अरामिड फायबरचा चीनच्या एरोस्पेस, ऑटोमोटिव्ह, इलेक्ट्रोमेकॅनिकल, बांधकाम आणि क्रीडा उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. उच्च-कार्यक्षमता उद्योगांच्या भविष्यातील विकासासाठी ते एक प्रमुख सामग्री मानले जाते. विशेषतः, अरामिड कम्युनिकेशन ऑप्टिकल केबल्स, पॉवर केबल्स, उच्च-तापमान-प्रतिरोधक केबल्स, पाणबुडी केबल्स आणि विशेष केबल्सच्या क्षेत्रात अरामिड एक अपूरणीय भूमिका बजावते.
अवकाश आणि लष्करी क्षेत्रे
अरामिड फायबरमध्ये कमी घनता, उच्च शक्ती आणि उत्कृष्ट गंज प्रतिरोधकता असते. हे रॉकेट मोटर केसिंग्ज आणि ब्रॉडबँड रेडोम स्ट्रक्चर्ससारख्या एरोस्पेस वाहनांच्या स्ट्रक्चरल घटकांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. त्याचे संमिश्र साहित्य उत्कृष्ट प्रभाव प्रतिरोधकता आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्ह पारदर्शकता प्रदर्शित करते, ज्यामुळे विमानाचे वजन लक्षणीयरीत्या कमी होते आणि सुरक्षितता वाढते. संरक्षण क्षेत्रात, अरामिडचा वापर बुलेटप्रूफ जॅकेट, हेल्मेट आणि स्फोट-प्रतिरोधक कंटेनरमध्ये केला जातो, ज्यामुळे ते हलक्या वजनाच्या लष्करी संरक्षणाच्या पुढील पिढीसाठी एक अग्रगण्य साहित्य बनते.
बांधकाम आणि वाहतूक क्षेत्रे
बांधकाम उद्योगात, अ‍ॅरामिड फायबरचा वापर स्ट्रक्चरल रीइन्फोर्समेंट आणि ब्रिज केबल सिस्टीमसाठी केला जातो कारण त्याचे वजन कमी असते, लवचिकता असते आणि गंज प्रतिरोधकता असते. हे विशेषतः अनियमित संरचनांना बळकटी देण्यासाठी प्रभावी आहे. वाहतुकीत, अ‍ॅरामिड ऑटोमोबाईल्स आणि विमानांसाठी टायर कॉर्ड फॅब्रिक्समध्ये वापरले जाते. अ‍ॅरामिड-रिइन्फोर्स्ड टायर्स उच्च शक्ती, पंक्चर प्रतिरोध, उष्णता प्रतिरोध आणि दीर्घ सेवा आयुष्य देतात, आधुनिक हाय-स्पीड वाहने आणि विमानांच्या कामगिरीच्या मागण्या पूर्ण करतात.
इलेक्ट्रिकल, इलेक्ट्रॉनिक्स आणि केबल उद्योग
अरामिड फायबरचे इलेक्ट्रिकल, इलेक्ट्रॉनिक्स आणि वायर आणि केबल उत्पादन क्षेत्रात, विशेषतः खालील क्षेत्रांमध्ये, विशेषतः प्रमुख अनुप्रयोग आहेत:
ऑप्टिकल केबल्समधील तन्य घटक: उच्च तन्य शक्ती आणि मापांकासह, अ‍ॅरामिड फायबर कम्युनिकेशन ऑप्टिकल केबल्समध्ये तन्य घटक म्हणून काम करते, नाजूक ऑप्टिकल तंतूंना ताणाखाली विकृतीपासून संरक्षण देते आणि स्थिर सिग्नल ट्रान्समिशन सुनिश्चित करते.
केबल्समध्ये मजबुतीकरण: विशेष केबल्स, सबमरीन केबल्स, पॉवर केबल्स आणि उच्च-तापमान-प्रतिरोधक केबल्समध्ये, अ‍ॅरामिड सामान्यतः मध्यवर्ती मजबुतीकरण घटक किंवा चिलखत थर म्हणून वापरला जातो. धातूच्या मजबुतीकरणांच्या तुलनेत, अ‍ॅरामिड कमी वजनात उत्कृष्ट शक्ती देते, ज्यामुळे केबलची तन्य शक्ती आणि यांत्रिक स्थिरता मोठ्या प्रमाणात वाढते.
इन्सुलेशन आणि ज्वालारोधकता: अरामिड कंपोझिटमध्ये उत्कृष्ट डायलेक्ट्रिक आणि थर्मल स्थिरता असते. ते केबल इन्सुलेशन लेयर्स, ज्वालारोधक जॅकेट आणि हॅलोजन-मुक्त कमी-धूर आवरणांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. अरामिड पेपर, इन्सुलेटिंग वार्निशने भिजवल्यानंतर, उच्च-तापमान-प्रतिरोधक मोटर्स आणि ट्रान्सफॉर्मर्समध्ये वापरण्यासाठी नैसर्गिक अभ्रकासह एकत्र केले जाते.
अग्निरोधक आणि रेल्वे ट्रान्झिट केबल्स: अरामिड फायबरची अंतर्निहित ज्वालारोधकता आणि उष्णता सहनशीलता यामुळे ते शिपबोर्ड केबल्स, रेल्वे ट्रान्झिट केबल्स आणि न्यूक्लियर-ग्रेड अग्निरोधक केबल्समध्ये वापरण्यासाठी आदर्श बनते, जिथे सुरक्षा मानके कठोर आहेत.
ईएमसी आणि लाइटवेटिंग: अरामिडची उत्कृष्ट इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक पारदर्शकता आणि कमी डायलेक्ट्रिक स्थिरांक यामुळे ते ईएमआय शील्डिंग लेयर्स, रडार रेडोम आणि ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक इंटिग्रेशन घटकांसाठी योग्य बनते, ज्यामुळे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कंपॅटिबिलिटी सुधारण्यास आणि सिस्टमचे वजन कमी करण्यास मदत होते.
इतर अनुप्रयोग
त्याच्या उच्च सुगंधी रिंग सामग्रीमुळे, अरामिड फायबर उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता आणि गंज प्रतिकार प्रदान करते, ज्यामुळे ते कठोर वातावरणात सागरी दोरी, तेल ड्रिलिंग केबल्स आणि ओव्हरहेड ट्रान्समिशन ऑप्टिकल केबल्ससाठी योग्य बनते. हे प्रीमियम क्रीडा उपकरणे, संरक्षक उपकरणे आणि ऑटोमोटिव्ह ब्रेक पॅडमध्ये देखील मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते आणि सीलिंग आणि इन्सुलेशन अनुप्रयोग, थर्मल इन्सुलेशन पॅनेल आणि इतर सीलिंग घटकांमध्ये एस्बेस्टॉसला पर्यावरणास अनुकूल पर्याय म्हणून वाढत्या प्रमाणात स्वीकारले जात आहे, ज्यामुळे कार्यक्षमता आणि पर्यावरणीय सुरक्षितता दोन्ही सुनिश्चित होते.
पोस्ट वेळ: जुलै-३१-२०२५