Aramid/Kevlar: مادة فائقة للهواء الطلق؟

جدول المحتويات

نسيج خفيف الوزن ، مقطوع ومقاوم للثقب يتم استخدامه في سترات المقاومة للرصاص ، والزي الرسمي المقاوم للحرارة أو حتى بناء الطائرات. نعم ، للوهلة الأولى ، يبدو Aramid ، الذي يُعرف باسم العلامة التجارية Kevlar ، أكثر ملاءمة للأزياء الخارقة مقارنة بالرياضات الخارجية. لكن خصائص هذا النسيج الخاص للغاية تأتي مفيدة للغاية في مجموعة متنوعة من المنتجات الخارجية ، بما في ذلك القفازات والسراويل والخوذات وحقائب الظهر والحبال. وبعبارة أخرى ، من المؤكد أن الأمر يستحق إلقاء نظرة فاحصة على Aramid وكيف يمكن أن يفيدنا الرياضيين الجبليين والرياضيين في الهواء الطلق.

ما هو أراميد؟

باختصار ، Aramid هو نوع من البولي أميد ، وبالتالي واحدة أخرى من العديد من البوليمرات الهيدروكربونية أو البترول. على ويكيبيديا ، يكون التعريف أكثر دقة قليلاً ، ولكنه أكثر تعقيدًا:

"ألياف أراميد هي فئة من الألياف الاصطناعية المقاومة للحرارة. […] الاسم هو portmanteau من "polyamide العطرية". جزيئات السلسلة في الألياف موجهة بشكل كبير على طول محور الألياف. نتيجة لذلك ، تساهم نسبة أعلى من الرابطة الكيميائية في قوة الألياف أكثر من العديد من الألياف الاصطناعية الأخرى. الأرفريات لها نقطة انصهار عالية جدا (> 500 درجة مئوية). "

لماذا يطلق عليه "البولي أميد العطري"؟ سؤال جيد! هذه المجموعة من المواد (على الأقل في الأجزاء) تصدر في الواقع رائحة مكثفة (معطرة) ، والتي غالبا ما يُنظر إليها على أنها ممتعة. على الرغم من أن هذا أمر مثير للاهتمام ، فنحن أقل اهتمامًا بالرائحة مما نحن عليه في الخصائص الوظيفية للمادة.

ولكن قبل أن نصل إلى الأكثر إثارة للاهتمام وذات صلة ، فيما يلي بعض المعلومات حول تطوير المواد: في منتصف الستينيات ، أجرت مجموعة دوبونت الأمريكية قدرًا كبيرًا من الأبحاث حول الاستخدام العملي للأراميين. في هذه العملية ، قاموا بتطوير النوع الأكثر شهرة من Aramid Kevlar وجعلوه جاهزًا للاستخدام التجاري. من المفترض أن يكون Kevlar هو الاسم التجاري الوحيد الذي سمعته كعشاق في الهواء الطلق على الإطلاق ، حيث يرى أن ألياف Aramid هذه غالبًا ما تستخدم في المنتجات الخارجية وتسلق الجبال. في الواقع ، Kevlar هو ألياف Aramid الوحيدة الموجودة في هذا المجال ، وهذا هو السبب في أننا سنركز بشكل أساسي على منتجات Aramid ، مثل Nomex و Teijinconex أو Twaron أو Technora لإطلاق النار على المقاتلين والجنود ورواد الفضاء ...

إنتاج

إنتاج الأراميدات متنوعة ومعقدة ، على أقل تقدير. يتم إنتاجها في كثير من الأحيان كألياف من الأفلام. في العالم المعقد لعلوم الألياف ، يتم التمييز بين الألياف المنخفضة والألياف العالية ، والتي تختلف الخصائص الوظيفية إلى حد ما عن بعضها البعض.

يتم نسج ألياف المعامل العالية من محلول Crytalline السائل من terephtahalamide poly-paraphenylene في حمض الكبريتيك المركّز. بعد المعالجة السطحية ، يتم تمديد الألياف عالية الجودة ميكانيكيا لإعطاء بوليمر ذو توجه عالي. "درجة عالية من التوجه" تجعل نمط المظهر النظيفة. الهندسة الدقيقة هي سمة من سمات Aramid مثل اللون الأصفر الذهبي ، الذي يقودنا إلى خصائص Aramid.

ملكيات

في وصفهم الخاص لمنتج Kevlar الخاص بهم ، يؤكد DuPont أن هذه الألياف "أفضل وأقوى وأكثر أمانًا" في الهواء الطلق الرائع: "DuPont ™ Kevlar® Aramid Fiber يتيح للناس أن يجرؤوا على تجريب. يتم استخدامه لصنع مجموعة متنوعة من الملابس والإكسسوارات والمعدات آمنة ومقاومة. انها خفيفة الوزن ، متينة وقوية بشكل غير عادي. نعم ، تشتهر باستخدامه في درع الجسم الباليستية والمقاومة للطعن ، حيث تستمر ألياف kevlar® Aramid في التطور والسماح للأبطال بأن يكونوا أبطالًا. لكنه أيضًا على منحدرات التزلج ، ومسارات التبديل ، في التضاريس الصحراوية الصعبة ، وحتى الحدود الخارجية للمساحة ".

ترجع مجموعة واسعة من التطبيقات إلى قوة الألياف العالية (الشد) ، والمقاومة ذات التأثير العالي ، والاستطالة المتوسطة إلى المنخفضة ، والخصائص الجيدة التي تنفجر الاهتزاز ومقاومة الحرارة. بدلاً من الانصهار ، تبدأ الألياف في الكربون عند حوالي 400 درجة مئوية. لا يمكن للمذيبات والوقود ومواد التشحيم والمياه المالحة والفطريات أو البكتيريا أن تلحق الضرر بألياف أراميد. فهي حساسة فقط لبعض الأحماض القوية والقلويات. وبعبارة أخرى ، aramid صعبة للغاية.

عندما يتعلق الأمر بالقوة الانضغاطية ، فإن أقمشة Aramid تكون أكثر منتصف الحزمة وفقيرة إلى حد ما من حيث مقاومة الأشعة فوق البنفسجية وامتصاص الماء (تصل إلى 7 ٪). يؤدي الأشعة فوق البنفسجية إلى فقدان الألياف ما يصل إلى 75 ٪ من قوته. ومع ذلك ، يمكن مواجهة هذا بسهولة نسبيا عن طريق الطلاء الممتصة للأشعة فوق البنفسجية أو صفحات. بشكل عام ، يمكن دمج Aramid بسهولة مع الأقمشة الأخرى ، مما يعني أنه يمكن تحسين وظيفتها وتوسيعها بعدة طرق مختلفة.

التطبيقات

الخصائص الفريدة لـ Aramid تجعلها مثالية لمجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك تطبيقات البناء والصناعة. تحب الصناعة الرياضية والصناعة الخارجية المواد بسبب صلقتها وقوة الشد والوزن المنخفض. يتم استخدام ألياف Aramid للحبال وخطوط الطيران المظلي والأشرعة وإطارات الدراجات والمزيد.

تخدم عناصر Kevlar في المنسوجات في المقام الأول تعزيزات تحمي الجسم وتزيد من عمر الملابس. تحظى تعزيزات Kevlar بشعبية خاصة في ملابس ركوب الدراجات والدراجات النارية ورياضة رياضة السيارات وكذلك في المناطق عالية الارتداد من السراويل الخارجية وحقائب الظهر. يستخدم Kevlar Stitching في التزلج وعبر قفازات ferrata كذلك.

لأن المادة صعبة للغاية ، هناك قدر معين من الصلابة. يمكن أن يكون هذا بالتأكيد ميزة إضافية ، ولكن هناك بعض الجوانب السلبية أيضًا ، خاصة في الهواء الطلق. يتضح ذلك من خلال مثال الحبال الجديدة نسبيًا ، والتي تتوفر أيضًا كبقع سلك مخيط بأحجام مختلفة. يتكون النواة من الأراميد ، في حين أن الغمد مصنوع من البولي أميد ، كما هو الحال مع الحبال والحبال "العادية". جوهر Aramid هو اللون البني ، لذلك من السهل التمييز بين جوهر البولي إيثيلين الأبيض التقليدي والمواد المعتادة للحبل والحبل والحزام.

أبرز عدد 5/2014 من مجلة DAV Panorama باللغة الألمانية القوة العالية والمقاومة العالية للمواد كبعض المزايا الرئيسية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المادة ليست مجرد تآكل ومقاومة للحرارة فحسب ، بل إنها تتميز أيضًا بقوة شد أكبر بكثير من حبال البولي أميد. توفر Kevlar Cords أيضًا قوة كسر أعلى بكثير من الحبال التبعية التقليدية مع نفس القطر.

كعيار ، تشير مجلة Panorama إلى كمية أكبر من زلة الغمد التي تظهرها الحبال Kevlar بالمقارنة مع البولي أميد النقي. يشيرون أيضًا إلى أن المادة شبه الساخنة لا يجب استخدامها في Belays الديناميكية للقادة.

نظرًا لافتقارها إلى المرونة (بدقة: انخفاض الاستطالة لكسر) ، فإن Kevlar غير مناسب للحبال الديناميكية. ولكن ، تصلب المادة تأتي حقًا في أنفاق الصخور أو تسخينها من Abalakov الذي تم إعداده.

خاتمة

عندما يتعلق الأمر بالقوة والمتانة وطول العمر والسلامة ، فلا يوجد مادة أفضل من Aramid/Kevlar. يمكن أن تكون خصائصها مفيدة للغاية في بعض المواقف الخارجية ولكن أقل في حالات أخرى. ليس لديها العديد من التطبيقات في الصناعة الخارجية كما كانت في ركوب الدراجات ورياضات السيارات ، والصحة المهنية والسلامة وغيرها من المناطق ، لكنها لا تزال مفيدة للغاية!