เส้นใยอะรามิด: วิธีการผลิต คุณสมบัติ และการใช้งาน
หมวดหมู่

เส้นใยอะรามิด: วิธีการผลิต คุณสมบัติ และการใช้งาน

คู่มือเส้นใยอะรามิด ครอบคลุมอะรามิด 1313 (PMIA) และอะรามิด 1414 (PPTA/Kevlar): การเตรียมวัตถุดิบ การพอลิเมอไรเซชันที่ส่วนต่อประสานและสารละลาย การปั่นแบบแห้ง/เปียก ความทนทานต่อความร้อน การหน่วงไฟ และการใช้งานในอุตสาหกรรม
Jan 31st,2026 97 มุมมอง

อะโรมาติกโพลิเอไมด์เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่เชิงเส้นที่ประกอบด้วยวงแหวนอะโรมาติกที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะเอไมด์ โดยที่อย่างน้อย 85% ของพันธะเอไมด์เชื่อมต่อโดยตรงกับวงแหวนอะโรมาติกสองวง และน้อยกว่า 50% ของพันธะเอไมด์อาจถูกแทนที่ด้วยพันธะอิไมด์ เส้นใยที่ทำจากโพลีเมอร์สายยาวอะโรมาติกโพลิเอไมด์เหล่านี้เรียกว่าเส้นใยอะรามิด.

heat resistant materials

วิธีการผลิตเส้นใยอะรามิด

1.การเตรียมวัตถุดิบ

วิธีการพอลิเมอไรเซชันแบบพอลิเมอไรเซชัน

ไอโซฟธาโลอิล คลอไรด์ถูกละลายในเตตระไฮโดรฟูแรน จากนั้นเติมที่อุณหภูมิห้องลงในสารละลายน้ำที่คนอย่างแรงของเอ็ม-ฟีนิลีนไดเอมีนและโซเดียมคาร์บอเนต ปฏิกิริยาโพลีคอนเดนเซชันเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วที่ส่วนต่อประสานภายในไม่กี่นาที ในระหว่างนั้นกรดที่สร้างขึ้นจะถูกทำให้เป็นกลางโดยโซเดียมคาร์บอเนต หลังจากการทำความเย็น การแยก การซัก และการอบแห้ง จะได้โพลีเมอร์ (m-phenylene isophthalamide)

วิธีการโพลิเมอไรเซชันของสารละลายที่อุณหภูมิต่ำ

การใช้ไดเมทิลฟอร์มาไมด์ (DMF) หรือไดเมทิลอะเซทาไมด์ (DMAc) เป็นตัวทำละลาย เอ็ม-ฟีนิลีนไดเอมีนจะถูกละลายด้วยตัวรับกรดจำนวนเล็กน้อย และทำให้เย็นลงที่ 0–1°C จากนั้นจึงเติมไอโซฟทาโลอิล คลอไรด์อย่างช้าๆ ภายใต้การกวนอย่างต่อเนื่อง หลังจากเสร็จสิ้นปฏิกิริยา จะเติมน้ำเพื่อตกตะกอนโพลีเมอร์ ของแข็งถูกกรอง ล้าง และทำให้แห้งเพื่อให้ได้โพลี (เอ็ม-ฟีนิลีน ไอโซฟทาลาไมด์)

2.กระบวนการปั่น

ปั่นแห้ง

โพลีเมอร์ถูกละลายใน DMF หรือ DMAc ซึ่งมีคลอไรด์บางชนิดเพื่อเตรียมสารเสพติดที่หมุนอยู่ จากนั้นจึงปั่นสารละลายด้วยการปั่นแบบแห้ง เส้นใยแบบปั่นประกอบด้วยเกลืออนินทรีย์บนพื้นผิวและถูกล้างด้วยน้ำซ้ำๆ จากนั้น เส้นใยจะถูกยืดออก 4-5 ครั้งที่อุณหภูมิ 300°C วิธีนี้สามารถผลิตทั้งเส้นด้ายใยยาวและเส้นใยหลักได้

การปั่นแบบเปียก

สารโดปที่กำลังหมุนจะถูกควบคุมที่ 22°C และถูกอัดผ่านสปินเนอร์ที่มีรู 0.07 มม. และเส้นเลือดฝอย 34,000 เส้นเลือดลงในอ่างจับตัวเป็นก้อนที่อุณหภูมิ 60°C ที่มี DMAc และแคลเซียมคลอไรด์ (ความหนาแน่น: 1.366 ก./ซม.) เส้นใยที่เพิ่งเกิดใหม่จะถูกล้าง ยืด 2-3 ครั้งในน้ำร้อน ตากให้แห้งบนลูกกลิ้งที่ให้ความร้อน และยืดต่ออีก 1.5-1.8 ครั้งบนจานร้อนอุณหภูมิ 320°C เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเส้นใยหลัก


ประสิทธิภาพของอะรามิด 1313 (ไฟเบอร์ PMIA)

1.คุณสมบัติทางกล

ความต้านทานแรงดึงและความเหนียวของ Aramid 1313 เทียบได้กับเส้นใยไนลอนและโพลีเอสเตอร์

2. เสถียรภาพทางความร้อนมิติ

การหดตัวในอากาศแห้งที่อุณหภูมิ 260°C คือประมาณ 1.7% และประมาณ 2% ในน้ำเดือด ผ้าที่เซ็ตความร้อนแทบไม่มีการหดตัวในน้ำเดือด

3.ความต้านทานเปลวไฟ

อะรามิด 1313 มีสารหน่วงไฟโดยธรรมชาติ มันจะไหม้เมื่อสัมผัสกับเปลวไฟโดยตรงเท่านั้น และจะดับเองได้เมื่อเปลวไฟถูกกำจัดออกแล้วเท่านั้น

4. ทนความร้อน

  • ไม่มีการสูญเสียความแข็งแรงอย่างมีนัยสำคัญหลังจาก 3000 ชั่วโมงที่ 180°C
  • คงความแข็งแกร่งเดิมไว้ประมาณ 65% หลังจากผ่านไป 1,000 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 260°C
  • ที่อุณหภูมิสูงกว่า 400°C จะไม่ละลาย แต่จะเสียรูปและเกิดคาร์บอน ก่อตัวเป็นชั้นถ่านป้องกัน
  • คงความแรงไว้ประมาณ 50% หลังจากอบไอน้ำร้อนเป็นเวลา 400 ชั่วโมง

5. ทนต่อสารเคมี

อะรามิด 1313 ทนทานต่อกรดส่วนใหญ่ แม้ว่าการสัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริก ไนตริก หรือกรดซัลฟิวริกเป็นเวลานานสามารถลดความแข็งแรงได้ นอกจากนี้ยังมีความเสถียรต่อด่าง ยกเว้นเบสแก่เช่นโซเดียมไฮดรอกไซด์ภายใต้การสัมผัสในระยะยาว มีความต้านทานที่ดีต่อสารฟอกขาว สารรีดิวซ์ ฟีนอล กรดฟอร์มิก และตัวทำละลายอินทรีย์หลายชนิด เช่น อะซิโตน


การใช้งานของอะรามิด 1313

  • วัสดุกรองอุณหภูมิสูง
  • สายพานลำเลียง
  • วัสดุฉนวนไฟฟ้า
  • ม่านกันไฟ
  • ถุงมือกันไฟและชุดนักผจญเพลิง
  • ชุดทำงานทนความร้อน
  • ร่มชูชีพและชุดนักบิน
  • ชุดป้องกันการบินและอวกาศ
  • ผ้าตกแต่งภายในที่หน่วงไฟสำหรับเครื่องบินและยานพาหนะหรูหรา

เส้นใยกลวงที่ทำจากอะรามิด 1313 ยังใช้ในการกรองน้ำทะเลตามหลักการรีเวอร์สออสโมซิสได้อีกด้วย


โพลี (p-phenylene terephthalamide) ไฟเบอร์ (PPTA) – อะรามิด 1414
ppta fiber
สูตรโครงสร้างทางเคมีของ PPTA

อะรามิด 1414 (ชื่อทางการค้าเคฟล่าร์®) เปิดตัวครั้งแรกในปี พ.ศ. 2515 โดยดูปองท์ ในรูปแบบเส้นใยอะโรมาติกโพลิเอไมด์ที่มีความแข็งแรงสูง ซึ่งพัฒนาขึ้นเพื่อการเสริมแรงของยางรถยนต์และผลิตภัณฑ์ยางอื่นๆ เป็นหลัก

วิธีการประมวลผล

1.วิธีการปั่นคริสตัลเหลว

โมโนเมอร์ที่ใช้คือเทเรฟทาโลอิลคลอไรด์และพี-ฟีนิลีนไดเอมีน การเกิดโพลีเมอไรเซชันดำเนินการโดยการควบแน่นของสารละลายอุณหภูมิต่ำโดยใช้ตัวทำละลายพื้นฐานระดับอ่อน เช่น เฮกซะเมทิลฟอสโฟราไมด์ (HMPA), DMAc หรือ N-เมทิล-2-ไพโรลิโดน (NMP) โดยทั่วไปจะใช้ระบบตัวทำละลายแบบผสม HMPA และ NMP (1:2 โดยน้ำหนัก) เพื่อให้ได้น้ำหนักโมเลกุลที่สูงขึ้น

การเกิดพอลิเมอไรเซชันจะดำเนินการที่อุณหภูมิ 0–20°C ภายใต้สภาวะปราศจากน้ำอย่างเคร่งครัด หลังจากปฏิกิริยา โพลีเมอร์จะถูกตกตะกอนในน้ำ กรอง ล้าง บดและทำให้แห้งเพื่อให้ได้โพลีเมอร์ที่สร้างเส้นใย

2.วิธีการปั่นแบบเปียกแบบดรายเจ็ท

ยาสลบแบบหมุนจะถูกทำให้ร้อนถึง 70–90°C และถูกอัดผ่านเครื่องปั่นด้าย โดยผ่านช่องว่างอากาศ 0.52 ซม. ก่อนเข้าสู่อ่างจับตัวเป็นก้อนที่อุณหภูมิประมาณ 10°C ซึ่งมีกรดซัลฟิวริก 20–27%

เนื่องจากการวางแนวของโมเลกุลในระดับสูง เส้นใยที่เริ่มใหม่จึงไม่จำเป็นต้องวาดเพิ่มเติมและแสดงคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมอยู่แล้ว หลังจากการซักและทำให้แห้งอย่างทั่วถึงที่อุณหภูมิ 150°C สามารถใช้เป็นเส้นใยสายไฟสำหรับยางรถยนต์ได้


ลักษณะการทำงานของอะรามิด 1414

  • เสถียรภาพทางความร้อนที่ดีเยี่ยม
  • ความเสถียรของมิติที่โดดเด่น
  • ต้านทานความเหนื่อยล้าที่เหนือกว่า
  • โมดูลัสสูง
  • แรงดึงสูง
  • มีความยืดหยุ่นและความเหนียวดี

การใช้งานของอะรามิด 1414

  • การเสริมแรงยางประสิทธิภาพสูง
  • วัสดุเสริมแรงคอมโพสิต
  • ผ้าใบและเชือกพิเศษ
  • เรดาร์เรโดม (ไมโครเวฟโปร่งใส)
  • ท่อแรงดันสูง
  • สายพานร่องวีและสายพานลำเลียง
  • เรือดำน้ำและสายเคเบิลพิเศษ
  • เข็มขัดนิรภัย
  • การป้องกันขีปนาวุธ (เสื้อกันกระสุนและหมวกกันน็อค)

เส้นใยโพลีเอไมด์อะโรมาติก (เส้นใยอะรามิด) เป็นตัวแทนของวัสดุประสิทธิภาพสูงชั้นนำ ด้วยความแข็งแรงเชิงกลที่โดดเด่น ทนความร้อน ความเสถียรทางเคมี และคุณสมบัติการทำงานที่เป็นเอกลักษณ์ สิ่งเหล่านี้จึงมีบทบาทที่ไม่อาจทดแทนได้ในหลายอุตสาหกรรม ตั้งแต่ Aramid 1313 ในชุดกรองและชุดป้องกันอุณหภูมิสูง ไปจนถึง Aramid 1414 ในชุดเสริมแรงยางและคอมโพสิต วัสดุเหล่านี้ยังคงขับเคลื่อนความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูง

June.28.2026
สำรวจความแตกต่างระหว่างกราไฟต์ออกไซด์และกราฟีนออกไซด์ ตั้งแต่กระบวนการสังเคราะห์และคุณสมบัติของวัสดุ ไปจนถึงการใช้งานในอุตสาหกรรมและเคล็ดลับในการเลือกซื้อ
ดูเพิ่มเติม
June.27.2026
ระบุเส้นใยโพลีอะไมด์-อิไมด์อะโรมาติกโดยใช้ FTIR, การละลาย, กล้องจุลทรรศน์ และการเผาไหม้ เปรียบเทียบกับเส้นใยเมตา-อะรามิด, พารา-อะรามิด และ P84
ดูเพิ่มเติม
June.14.2026
สำรวจอุตสาหกรรมเส้นใย UHMWPE ในปี 2025 ซึ่งรวมถึงขนาดตลาด การขยายกำลังการผลิต ผู้ผลิตชั้นนำ การใช้งานหลัก และแนวโน้มการเติบโตในอนาคต
ดูเพิ่มเติม
ฝากข้อความ
ชื่อ
มือถือ*
อีเมล*
บริษัท
ข้อความ
Verification Code*
รหัสยืนยัน