เส้นใยพาราอะรามิดคืออะไร?
ชื่อเต็มของเส้นใยอะรามิดคือ "เส้นใยโพลีอะไมด์อะโรมาติก" ซึ่งหมายถึงเส้นใยโพลีอะไมด์สังเคราะห์สายยาวที่มีพันธะอะไมด์มากกว่า 85% เชื่อมต่อโดยตรงกับวงแหวนเบนซีน มีคุณสมบัติเด่นหลายประการ เช่น ทนต่ออุณหภูมิสูง มีความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง เป็นฉนวนไฟฟ้า และอื่นๆ ปัจจุบันมีเส้นใยอะรามิดสองชนิดที่วางจำหน่ายในตลาดและมีการใช้งานเชิงพาณิชย์อย่างกว้างขวาง ได้แก่ เมตาอะรามิดและพาราอะรามิด
1. พารา-อะรามิด คืออะไร
ชื่อเต็มของเส้นใยพาราอะรามิดคือ "โพลีพาราฟีนิลีนเทเรฟทาลาไมด์" (PPTA) ซึ่งเป็นเส้นใยพอลิเมอร์อินทรีย์ที่สังเคราะห์จากเทเรฟทาโลอิลคลอไรด์และพี-ฟีนิลีนไดอะมีน จัดอยู่ในลำดับที่ 1 และ 4 หรือที่รู้จักกันในชื่อ อะรามิด 1414, TAPARAN, KEVLAR และ TWARON มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม เช่น ความแข็งแรงจำเพาะสูง โมดูลัสจำเพาะสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และหน่วงไฟได้ดี จึงได้รับการยกย่องให้เป็นหนึ่งในสามเส้นใยประสิทธิภาพสูงของโลก ร่วมกับเส้นใยคาร์บอนและโพลีเอทิลีนที่มีความแข็งแรงสูงและโมดูลัสสูง
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) ความหนาแน่นเพียงหนึ่งในห้าของลวดเหล็ก มีคุณสมบัติหน่วงไฟได้ดี ดัชนีออกซิเจนจำกัดสูงกว่า 29 จัดอยู่ในกลุ่มวัสดุหน่วงไฟระดับ B1 ส่วนใหญ่ใช้ในงานป้องกันความปลอดภัย วัสดุกันกระสุน การเสริมแรงผลิตภัณฑ์ยาง สายเคเบิลความแข็งแรงสูง และใช้ทดแทนวัสดุเสียดทานแอสเบสตอส
คุณสมบัติของเส้นใยพาราอะรามิด
- มีคุณสมบัติหน่วงไฟโดยธรรมชาติ ทนต่ออุณหภูมิสูง มีความแข็งแรงสูง มีค่าโมดูลัสสูง และมีความทนทานต่อแรงดึงสูง
- กันกระสุน กันระเบิด ฉนวนไฟฟ้า กันประกายไฟ
- เสถียรภาพเชิงมิติสูง: การคืบตัวต่ำมาก น้ำหนักเบา
- ฉนวนไฟฟ้า ความต้านทานการกัดกร่อน ความต้านทานต่อกรดและด่าง
- ทนความร้อนและไฟได้ดีเยี่ยม ทนต่อการตัดได้ดีมาก
- สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงลบ
- เสถียรภาพทางความร้อนดีเยี่ยม
ความแตกต่างระหว่างเมตาอะรามิดและพาราอะรามิด
เส้นใยพาราอะรามิดมีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงกว่าเส้นใยเมตาอะรามิด ช่วงอุณหภูมิการใช้งานต่อเนื่องอยู่ที่ -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 และเส้นใยโพลีเทอเรฟทาลาไมด์เรียกว่าเส้นใยพาราอะรามิด
เส้นใยพาราอะรามิดแบบสั้นมีประโยชน์อย่างไรบ้าง
1. เส้นใยพาราอะรามิดสามารถนำไปใช้งานได้อย่างหลากหลายมาก รวมถึงผลิตภัณฑ์ป้องกันกระสุน วัสดุคอมโพสิต ผลิตภัณฑ์ทนการตัด วัสดุเสริมแรงอีลาสโตเมอร์ ผลิตภัณฑ์ป้องกันความร้อน สายเคเบิลใยแก้วนำแสง ท่อเทอร์โมพลาสติกเสริมแรง เชือกและสายเคเบิล และยางรถยนต์ เพื่อตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกันของผู้ผลิต
เส้นใยพาราอะรามิดเป็นเส้นใยอเนกประสงค์และปรับแต่งได้สูง มีจำหน่ายในรูปแบบเส้นใยโมดูลัสมาตรฐาน (แบบบิดหรือไม่บิด) ตั้งแต่ 250-10,000 เส้นใย เส้นใยโมดูลัสสูงตั้งแต่ 250-15,000 เส้นใย และเส้นใยความแข็งแรงสูงตั้งแต่ 500-2,000 เส้นใย นอกจากนี้ เรายังได้พัฒนาการปรับสภาพพื้นผิวแบบพิเศษ เช่น การเคลือบป้องกันน้ำสำหรับสายเคเบิลใยแก้วนำแสง หรือการเคลือบเพื่อกระตุ้นการยึดเกาะของผลิตภัณฑ์ยาง เส้นใยเหล่านี้สามารถนำมาประกอบกันเป็นเส้นใยหรือเชือกที่มีความหนาแน่นเชิงเส้นสูงได้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ใยแก้วนำแสง สายเคเบิล ท่อ ยางรถยนต์ ผลิตภัณฑ์ยาง เกราะป้องกันกระสุน เสื้อผ้าป้องกัน เชือกและสายเคเบิล วัสดุคอมโพสิต และสายพานลำเลียง
2. เส้นใยพาราอะรามิดมีประสิทธิภาพในการป้องกันกระสุนได้ดีเยี่ยม และส่วนใหญ่มีโครงสร้างแบบอ่อนและแบบแข็งที่ใช้ในการป้องกันทางทหาร ผ้าอะรามิดสามารถนำมาทำเป็นเสื้อเกราะกันกระสุน ผ้าห่มกันระเบิด หรือผสมกับเรซินเพื่อทำเป็นหมวกกันน็อคแข็งและซับในกันระเบิดสำหรับเกราะ พาราอะรามิดยังมีความทนทานต่อการตัด ความร้อน และการสึกหรอได้ดีเยี่ยม สามารถใช้เป็นเสื้อผ้าป้องกันในอุตสาหกรรมได้เช่นกัน ถุงมือที่ทำจากพาราอะรามิดสามารถป้องกันการบาดเจ็บที่เกิดจากการตัด การเสียดสี การเจาะ อุณหภูมิสูง และเปลวไฟที่นิ้วมือระหว่างการทำงานในอุตสาหกรรมได้
3. พาราอะรามิดมักใช้เป็นวัสดุเสริมแรงในวัสดุคอมโพสิต และยังสามารถผสมกับเส้นใยคาร์บอนและเส้นใยแก้วได้อีกด้วย
4. การประยุกต์ใช้เส้นใยพาราอะรามิด ได้แก่ การป้องกันความปลอดภัย ยางรถยนต์และผลิตภัณฑ์ยางเชิงกล วัสดุเสียดทานและวัสดุปิดผนึก การเสริมแรงวัสดุคอมโพสิต เชือก สายเคเบิลใยแก้วนำแสง สายเคเบิล การเสริมแรงโครงสร้างคอนกรีตในงานวิศวกรรมโยธา เป็นต้น
5. เส้นใยพาราอะรามิดสามารถปกป้องเส้นใยนำแสงขนาดเล็กและเปราะบางจากการยืดตัวเมื่อถูกดึง ทำให้สายเคเบิลนำแสงแข็งแรงและทนทานมากขึ้น สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้
และทนทานต่อการปล่อยประจุไฟฟ้า ฟ้าผ่า น้ำแข็งและหิมะ แผ่นดินไหว และภัยธรรมชาติอื่นๆ ที่อาจเกิดขึ้นได้ เพื่อไม่ให้ประสิทธิภาพการส่งผ่านแสงลดลง
