เส้นใยพาราอะรามิดคืออะไร และวิธีการสังเคราะห์เส้นใยพาราอะรามิดคืออะไร
ชื่อเต็มของเส้นใยอะรามิดคือ "เส้นใยโพลีอะไมด์อะโรมาติก" ซึ่งหมายถึงเส้นใยโพลีอะไมด์สังเคราะห์สายยาวที่มีพันธะอะไมด์มากกว่า 85% เชื่อมต่อโดยตรงกับวงแหวนเบนซีน มีคุณสมบัติเด่นหลายประการ เช่น ทนต่ออุณหภูมิสูง มีความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง เป็นฉนวน และคุณสมบัติอื่นๆ
เป็นวัสดุพอลิเมอร์ชนิดพิเศษแบบใหม่ ปัจจุบันมีเส้นใยอะรามิดสองชนิดในตลาดที่ได้รับการนำไปใช้งานและผลิตในเชิงพาณิชย์อย่างกว้างขวาง ได้แก่ เมตาอะรามิดและพาราอะรามิด
1. พารา-อะรามิด คืออะไร?
ชื่อเต็มของเส้นใยพาราอะรามิดคือ "โพลีพาราฟีนิลีนเทเรฟทาลาไมด์" (PPTA) ซึ่งเป็นเส้นใยพอลิเมอร์อินทรีย์ที่สังเคราะห์จากเทเรฟทาโลอิลคลอไรด์และพี-ฟีนิลีนไดอะมีน จัดอยู่ในลำดับที่ 1 และ 4 หรือที่รู้จักกันในชื่อ อะรามิด 1414, TAPARAN, KEVLAR, TWARON มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม เช่น ความแข็งแรงจำเพาะสูง โมดูลัสจำเพาะสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และหน่วงไฟ และได้รับการยกย่องว่าเป็นหนึ่งในสามเส้นใยประสิทธิภาพสูงของโลก ร่วมกับเส้นใยคาร์บอนและโพลีเอทิลีนความแข็งแรงสูงโมดูลัสสูง
2. วิธีการสังเคราะห์เส้นใยพาราอะรามิดคืออะไร?
PPTA ได้มาจากการเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบควบแน่นของ p-phenylenediamine และ terephthaloyl chloride เป็นโมโนเมอร์ใน N-methylpyrrolidone (NMP)-calcium chloride ผ่านกระบวนการควบแน่นของสารละลายที่อุณหภูมิต่ำ
ข้อดีที่โดดเด่นหลักของพาราอะรามิดคือมีความแข็งแรงสูงและโมดูลัสสูง ความแข็งแรงดึงของมันสูงกว่าลวดเหล็กถึง 6 เท่า และโมดูลัสดึงสูงกว่าลวดเหล็กและใยแก้ว 2-3 เท่า ไม่สลายตัว ไม่หลอมเหลว ทนต่อกรดและด่าง ความหนาแน่น (1.44 กรัม/ซม.²) น้อยกว่าลวดเหล็กถึงหนึ่งในห้า มีคุณสมบัติหน่วงไฟได้ดี และมีดัชนีออกซิเจนจำกัดสูงกว่า 29
จัดอยู่ในกลุ่มวัสดุหน่วงไฟระดับ A ส่วนใหญ่ใช้ในงานป้องกันความปลอดภัย วัสดุกันกระสุน การเสริมแรงผลิตภัณฑ์ยาง สายเคเบิลความแข็งแรงสูง และใช้ทดแทนวัสดุเสียดทานแอสเบสตอส
3. ผ้าเคฟลาร์ทอจากเส้นใยพาราอะรามิด 100% ผลิตภัณฑ์ของเรามีหลากหลายมาก ทั้งน้ำหนักและเนื้อสัมผัส เราสามารถจัดหาผ้าอะรามิดได้หลายขนาด ตั้งแต่ 120 กรัมถึง 800 กรัมต่อตารางเมตร มีเนื้อสัมผัสและความหนาแน่นที่แตกต่างกัน เนื้อสัมผัสมีทั้งแบบทอธรรมดา ทอทวิลล์ ทอจาการ์ด และเนื้อสัมผัสพิเศษอื่นๆ
นอกจากนี้ เรายังสามารถให้บริการปรับแต่งตามความต้องการของผู้ซื้อได้อีกด้วย ผ้าทอพาราอะรามิดมีสีสันหลากหลาย เรามีสีดำ แดง น้ำเงินเข้ม และส้ม
4. ผ้าเคฟลาร์ไวต่อแสง จึงต้องเก็บไว้ในถุงกันแสงเพื่อป้องกันการเปลี่ยนสี
คุณสมบัติของผ้าเคฟลาร์
- มีคุณสมบัติหน่วงไฟโดยธรรมชาติ ทนต่ออุณหภูมิสูง มีความแข็งแรงสูง มีค่าโมดูลัสสูง และมีความทนทานต่อแรงดึงสูง
- กันกระสุน กันระเบิด ฉนวนไฟฟ้า กันประกายไฟ
- เสถียรภาพเชิงมิติสูง: การคืบตัวต่ำมาก น้ำหนักเบา
- ทนต่อการกัดกร่อน ทนต่อกรดและด่าง ทนต่อตัวทำละลายอินทรีย์
- ทนความร้อนและไฟได้ดีเยี่ยม ทนต่อการตัดได้ดีมาก
- สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงลบ
- มีเสถียรภาพทางความร้อนดีเยี่ยม การนำความร้อนต่ำ ไม่ละลาย ไม่หยด
- สัมผัสนุ่มสบาย สวมใส่ได้ยืดหยุ่น
- มีความไวไฟต่ำ ดัชนีออกซิเจนจำกัด (LOI) อยู่ที่ 29% เริ่มเกิดการเผาไหม้และสลายตัวที่อุณหภูมิสูงกว่า 500°C
- ทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีเยี่ยม สามารถใช้งานได้เป็นเวลานานภายใต้สภาวะกรด-ด่าง ตั้งแต่ -200°C ถึง 250°C
- ความแข็งแรงของเกลียวคงเหลืออยู่ 70% หลังจากอยู่ในอุณหภูมิ 290 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1000 ชั่วโมง
- พาราอะรามิดมีความไวต่อการสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) เป็นเวลานาน แม้ว่าจะไม่ได้หมายความว่าจะทำให้คุณภาพของมันลดลงก็ตาม
ผ้าใยพาราอะรามิดมีประโยชน์ในการใช้งานด้านใดบ้าง?
1. ผ้าทออะรามิดส่วนใหญ่ใช้สำหรับทำชุดป้องกันที่ทนไฟและทนต่ออุณหภูมิสูงในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น โลหะวิทยา โรงงานเหล็ก โรงงานอลูมิเนียม โรงงานเคมี โรงไฟฟ้า เป็นต้น
2. ถุงมือที่ทำจากผ้าทอพาราอะรามิดสามารถป้องกันนิ้วมือจากการบาดเจ็บ การเสียดสี การเจาะทะลุ อุณหภูมิสูง และความเสียหายจากเปลวไฟในระหว่างการปฏิบัติงานในอุตสาหกรรม
3. ผ้าทออะรามิดมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในชุดทำงานปิโตรเคมี ชุดทำงานน้ำมันและก๊าซ ชุดทำงานกันไฟ ชุดทำงานสาธารณูปโภคและผู้รับเหมาช่วง ชุดทำงานฉุกเฉิน ชุดดับเพลิง และชุดทำงานอุตสาหกรรม
4. ผ้าอะรามิดใช้ในการผลิตเสื้อเกราะกันกระสุน เพื่อปกป้องทหาร ผู้คุมเรือนจำ เจ้าหน้าที่สายตรวจ บุคลากรทางการทหารและบังคับใช้กฎหมาย และผู้ขนเงิน จากการถูกกระสุน สะเก็ดระเบิด และของมีคมแทง
5. ผ้าอะรามิดถูกนำมาใช้ในเสื้อเกราะกันกระสุน แผ่นกันกระสุน รถหุ้มเกราะกันกระสุน เครื่องบิน เรือ รถขนส่งเงิน และรถยนต์ส่วนบุคคล เพื่อปกป้องความปลอดภัยในชีวิตและทรัพย์สิน
ความแตกต่างระหว่างเมตา-อะรามิดและพารา-อะรามิด:
เส้นใยพาราอะรามิดมีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงกว่าเส้นใยเมตาอะรามิด ช่วงอุณหภูมิใช้งานต่อเนื่องอยู่ที่ -196℃ ถึง 204℃ และจะไม่สลายตัวหรือหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงถึง 560℃ คุณสมบัติเด่นของเส้นใยพาราอะรามิด ได้แก่ ความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อกรดและด่าง และมีน้ำหนักเบา มีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีและป้องกันการเสื่อมสภาพ และมีอายุการใช้งานยาวนาน ผ้าใยอะรามิดมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม เช่น ความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง ทนต่ออุณหภูมิและด่างสูง น้ำหนักเบา เป็นฉนวน ป้องกันการเสื่อมสภาพ อายุการใช้งานยาวนาน โครงสร้างทางเคมีที่เสถียร ไม่เกิดหยดหลอมเหลวเมื่อเผาไหม้ และไม่มีก๊าซพิษ
เส้นใยโพลีไอโซฟทาลาไมด์เรียกว่าเส้นใยเมตาอะรามิด ส่วนเส้นใยโพลีเทอเรฟทาลาไมด์เรียกว่าเส้นใยพาราอะรามิด
