סיבים ארמיים מייצגים גל של הנדסה פולימרית סינתטית, שילוב כוח רב-קרקעי יוצא דופן עם יציבות תרמית שאין כמוהו ויציבות הלהבה הטבועית של חומרים יוצאי דופן אלה, חלוצים באמצע המאה ה-20, הפכו הכרחיים בענפים שבהם בטיחות האדם ואמינות הציוד הם חומרים לא-ניגונטיים.ממכשירי כיבוי האש שעומדים בפניה ישירה לאדיסטים הבליסטיים שמפסיקים את הגמישות, ולכן ממשיכים להפגין את העוצמתיים והמקורות המגנים הללו.

מה הם סיבים ramid?

סיבים ארמידים הם פולימרים סינתטיים השייכים למשפחת פולימיד, מכובד על ידי נוכחות של טבעות ארומטיות בשדרה המולקולרית שלהם.המונח "aramid" הוא פורטמנטו של "פולימידומטי" בניגוד ניילון ליברטיים קונבנציונליים, aramids מיוצרים ממונומרים מהירים כגון FLT:0pFreaves 1-phenyamine ו diphrephreidess, בדרך כלל, אשר מכיל סגסוגת אקוסטית נוקשה.

מדע ההתנגדות החמימות

ההתנגדות החום של סיבים aramid מושרשת ביסודה בארכיטקטורה המולקולרית שלהם.הטבעות הארומטיות בשדרה פולימרנית הם יציבים מאוד עקב ייצוב resonance; ה ⁇ -electrons delocalized להפיץ אנרגיה תרמית ביעילות, למנוע משקעים של אג"ח קשיחים בטמפרטורות כי יהיה למזער אג"ח פיזיקלימיים אחרים.

תפקיד טבעות Aromatic ו- Hydrogen Bonding

טבעות ארומטיות ב aramids הם פלאאר נוקשה, יצירת עמוד השדרה פולימרי שמתנגד לשרשרת מתקפלת ושומר על הקונפורציה המורחבת שלה אפילו תחת עומסים תרמיים גבוהים.שרשראות שכנות מוחזקות יחד על ידי רשת צפופה של אג"ח מימן בין החמצן של קבוצת amide אחת, ו- N-H של שרשרת סגורה גבוהה במיוחד בשל אפקט הסרת אלקטרון של צינורות תרמיים, אשר נותן את ה-מדומים של 300 ⁇ ם באופן משמעותי, במיוחד.

מסלול ה-Dremal Decomposition Pathway

כאשר נחשפים לחום קיצוני, סיבים ארמידים אינם מרכך או זורמים.במקום, הם מתחילים להתפוגג באמצעות סדרה מורכבת של תגובות pyrolysis בסביבות 450-500 מעלות צלזיוס.הצעד הראשוני כולל ריצוף הומוליטי של אג"ח amide, ייצור אליטות ראשוניות ותרכובות פחמן. כמו חימום ממשיך, טבעות ארומטיות עלולות לעבור מארגן מחדש, המוביל להיווצרות של מבנים חנקן נמוך, כמו פחמן דו-חמצני, הוא עדיין לא יציבים, כמו שחרור חנקן, כמו חנקן, כמו חנקן, הוא מבטיח, כמו שחרור חנקן חום חנקן, הוא מבטיח, כמו גם חנקן, כמו חנקן, כמו שחרור חנקן קבוע, כמו שחרור חנקן, הוא מבטיח, כמו חימום מתמשך, כמו חנקן, כמו חנקן, כמו חנקן חום, כמו חימום מתמשך, הוא מבטיח, 000 חנקן נמוך.

Flame Retardant Properties

(הסיבים החמצועים בחמצן הם בלתי-נשכחים, כלומר הם אינם דורשים תוספים כימיים כדי לעמוד בהפחדה ובהלהבה איטית מתפשטת.נכס הטבוע הזה הוא תוצאה ישירה של ההרכב הכימי שלהם וההתנהגות התרמית שתוארה לעיל.כאשר בדים ארמדומים נחשפים להבה, הם מפגינים שלושה התנהגויות מפתח: הם מתנגדים לפירוק של הלהבה, וצורה יציבה של תאים כגון:

טמפרטורה גבוהה

הטמפרטורה של סיבים חד-משמעיים גבוהה משמעותית מזו של הטקסטיל הנפוץ ביותר.לדוגמה, הכותנה מתעתקת בכ-400 מעלות צלזיוס, פוליסטר בסביבות 450 מעלות צלזיוס, ו ניילון בכ-490 מעלות צלזיוס, בעוד שאפרים דורשים טמפרטורות מעל 500 מעלות צלזיוס לסביבות ארוכות טווח, הם גם מעצימות גבוהות זו נובעים מהאנרגיה הנדרשת כדי לשבור את האג"ח החזק בטווח הקצר ולפתח את מקורות מסוכנים כגון גלימות חשמליות קשות, כמו גם עם תאורה קשה.

תצורת צ'ר ו בידוד

כאשר סיבים ארמאים שורפים, הם אינם מטפטפים חומר מלוטש - סכנה ראשונית עם סיבים סינתטיים רבים - אבל במקום זאת יוצרים שכבת כריז צפופה, סלידה זו פועלת כמחסום תרמי, המשקפת חום קורנר הרחק מן החומר הבסיסי ואט את שיעור העברת החום המוטבעת.

נמוך חום משחרר ריבית

סיבים aramid יש קצב שחרור חום נמוך אופייני (HRR) במהלך הבעירה, בדרך כלל פחות מ -100 קילוואט / m2, בהשוואה ל -300 קילוואט / m2 עבור תרמופלסטים רבים.HRR הוא מדד של כמות האנרגיה התרמית המשוחררת לאזור ליחידה זמן שחרור, וערכים נמוכים יותר מצביעים על כך שהחומר תורם פחות לצמיחת אש נמוכה של אפקט נמוך של חשיפה של גזי קרב יעילה במיוחד עבור זיהום חום גבוה של זיהום אווירי חום גבוה של זיהום אווירי חום גבוה של 25 ליטרים.

סוגים של סיבים ramid ונכסים שלהם

שתי המחלקות העיקריות של סיבים ארמידים הן פר-ארמידים ומטא-ארמידים, נבדלות על ידי מיקום של קבוצת amide החזקות על הטבעת הארומטית.ההבדל המבני הקטן הזה מוביל לריאציות משמעותיות בביצוע מכני ותרמיל: אפילו מטא-מטרה-מטרה (FLT) בין קבוצות הכוח המתקדמות ביותר של LT2K) לבין יציבות גבוהה יותר (למשל, Kevlar, Twaron) יש קבוצות מקסימום של קיבולת של קיבולת של מטריה (Flasti) בין קיבולת של אטמוספירה (R2 קדמיית) בין קיבולת גבוהה יותר) בין אטמוספירה (R2K2KV) בין .

Para-Aramid vs Meta-Aramid: השוואתי

  • (ב) ⁇ :0 (בלטינית:0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ (ב"ה) ,"הפרש"ה (ב"ד)" (ב) , עד 3.6 GPa; מטא-ר'מיד - כ-0.6-0.8 GPa).
  • (FLT:0) משתנים טבעיים:FLT:1 Para-aramid - עד 130 GPa; Meta-aramid - כ 10-20 GPa.
  • (ב) ,0) טמפרטורות: (FLT:1 Para-aramid -500 מעלות צלזיוס; מטא-ארמיד - 450°C.
  • (ב) מדרש (ב"ג): "ה' (ב')" (ב') ב'"ב') ב'"ב' (ב') ב'[[1924–30]]
  • (FLT:0) יישומים קטיאליים:FLT:1 Para-aramid - אפודים בליסטיים, כפפות ממושכות, מסובכות; מטא-ארמיד - Fireer hoods, בידוד תרמי, נפיחות חשמלית.

יישומים תעשייתיים ובטיחות

(ב) שילוב ייחודי של התנגדות חום וזיכרון להבה, סיבים אמפיריים משמשים לאורך טווח רחב של תעשיות מטבוליות קריטיות (FLT:0) ציוד הגנה אישי (PPE) מובנים על סיבים חשמליים ו- 3, 000) הם גם מקלות על גבי סוללות של כיבוי אש, אשר משמשות גם חומרים משמרות חום וחום, כמו גם מגע ישיר של אש.

השוואה עם סיבים מתקדמים אחרים

בעוד סיבים ארמונים הם יוצאי דופן, הם מתחרים עם חומרים אחרים ביצועים גבוהים כגון סיבים פחמן, סיבים זכוכית, ופוליbenzoxazole (PBO) הם מתחרים על סיבים אחרים של רמות גבוהות יותר של סיבים חשמליים (pLT) יש גם כוח רבודה גבוהה יותר של חום ועוצמה דחיסה, אבל יש לו יותר עמידות נמוכה והתנהלות חשמלית, אשר יכול להיות חיסרון ביישומים מסוימים פחמן גם יש יציבות תרמית (אוקסומה) אבל יש צורך על ידי חום גבוהה יותר.

פיתוח עתידי בטכנולוגיית ארמייד

(המחקר בסיבים חד-צדדיים הוא רחוק ממאמצים הנוכחיים להתמקד בשיפור היציבות התרמית הטמאלית אפילו יותר באמצעות שילוב של ננו-חלקיקי-חלקיקים חשמליים כגון צינורות פחמן, תחמוצת גרפן, או ננוקלי.אלה מתקדמים יותר לכדי גירוי כימי, כמו גם שיפור משמעותי של מחלות ספוגיות (FLT) והשגת גידול מוגבר של חום, מה שהופך אותם יעילים יותר בתנאי תאורה אחרים.

מסקנה

עמידות החום יוצאת דופן והלהבה של תכונות של סיבים ארמידיים אינם תוצאה של תוספים או טיפולים אבל הם טבועה במבנה המולקולרי הייחודי שלהם.שילוב של עצמות אחוריות ארוכות, קשר מימן חזק בלתי סגול, ודרגה גבוהה של גבישים נותן לרמדומים את היכולת לעמוד בטמפרטורות קיצוניות ללא התכה, כדי ליצור כריז הגנה כאשר נחשפים, ומינימום כדי לשחרר את התכונות האלה בתוך הסביבה הטבעית, הוא דורש שמירה על איכות הסביבה.

מקורות חיצוניים: למד עוד על הכימיה של אפרים מה-FLT:0 (עמוד טכנולוגיית דונט ארמאיד) עמוד FLT:1; ראה נתוני ביצועי בטיחות אש על דוח בטיחות מטוסים 2FAA (FLT 3: 3), וקרא מחקר עדכני על ננוספוטים מ-FLT:4, מחקר זה נבדק בפולימרידות ויציבות: