Was ist Para-Aramidfaser und wie wird sie synthetisiert?
Der vollständige Name der Aramidfaser lautet „aromatische Polyamidfaser“. Es handelt sich um eine langkettige synthetische Polyamidfaser, bei der über 85 % der Amidbindungen direkt mit dem Benzolring verbunden sind. Sie zeichnet sich durch hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Festigkeit, hohen Elastizitätsmodul, Isolierung und weitere herausragende Eigenschaften aus. Es handelt sich um ein neuartiges Spezialpolymermaterial. Derzeit sind zwei Arten von Aramidfasern auf dem Markt, die ein breites Spektrum an kommerziellen Anwendungen und Produktionen erreicht haben: Meta-Aramid und Para-Aramid.
1. Was ist Para-Aramid
Der vollständige Name der Para-Aramidfaser lautet „Polyparaphenylenterephthalamid“ (PPTA). Dabei handelt es sich um eine organische Polymerfaser, die aus Terephthaloylchlorid und p-Phenylendiamin synthetisiert wird. Die Positionen Nr. 1 und Nr. 4, auch bekannt als Aramid 1414, TAPARAN, KEVLAR, TWARON, weisen hervorragende Eigenschaften wie hohe spezifische Festigkeit, hohen spezifischen Modul, hohe Temperaturbeständigkeit und Flammhemmung auf und gelten neben Kohlefasern und hochfestem Hochmodul-Polyethylen als die drei Hochleistungsfasern der Welt.
2. Wie wird die Para-Aramidfaser synthetisiert?
PPTA wird durch Polykondensation von p-Phenylendiamin und Terephthaloylchlorid als Monomere in N-Methylpyrrolidon (NMP)-Calciumchlorid durch Niedertemperatur-Lösungskondensation gewonnen.
Die wichtigsten Vorteile von Para-Aramid sind seine hohe Festigkeit und sein hoher Elastizitätsmodul. Seine Zugfestigkeit ist sechsmal so hoch wie die von Stahldraht, und sein Elastizitätsmodul ist zwei- bis dreimal so hoch wie die von Stahldraht und Glasfaser. Es zersetzt sich nicht, schmilzt nicht, ist säure- und laugenbeständig und hat eine Dichte von 1,44 g/cm², die nur ein Fünftel der Dichte von Stahldraht beträgt. Es weist eine gute Flammhemmung auf, und der Sauerstoffindex liegt über 29. Es gehört zur Klasse B1 der flammhemmenden Materialien. Es wird hauptsächlich in Sicherheitsschutz, kugelsicheren Materialien, zur Verstärkung von Gummiprodukten, hochfesten Kabeln und als Ersatz für Asbestreibungsmaterial verwendet.
Der Produktionsprozess von Para-Aramid-Nadelfilz
1. Para-Aramidfaseröffnung
Die Para-Aramidfasern werden zunächst vorgelockert, um große Faserbündel zu lösen. Anschließend werden die Fasern durch Feinöffnung weiter gelockert. Dabei wird eine vollständige Öffnung und gleichmäßige Durchmischung erreicht, und Faserschäden werden so weit wie möglich vermieden.
2. Faserkardierung
Nachdem die Faser geöffnet und vollständig gemischt wurde, gelangt sie in die Baumwollbox mit Luftdruck und ist bereit, in die Kardiermaschine eingespeist zu werden.
Nach der Maschine wird die Faser durch die Wechselwirkung zwischen dem Abstreifrad und dem Zylinder kardiert und schließlich vom Abnehmer übertragen, um ein Faservlies zu bilden. Zu diesem Zeitpunkt ist das kardierte Faservlies ein leichtes und dünnes Einzelvlies.
3. Das Netz auslegen
Das Faservlies gelangt in die Vlieslegemaschine, und der Vlieslegewagen wird durch einen Zahnriemen angetrieben. Das von der Kardiermaschine ausgegebene einzelne Faservlies wird kreuzgefaltet, um ein mehrschichtiges Faservlies mit der erforderlichen Breite und dem erforderlichen Einheitsgewicht für die nachfolgende Prozessverwendung zu erhalten.
4. Akupunkturverdichtung
Das Fasergewebe gelangt in die Nadelwebmaschine. Dort befinden sich zahlreiche Nadeln mit Widerhaken, die das Fasergewebe wiederholt durchstechen. Nach wiederholtem Legen ist das Fasergewebe beim Einführen in die Nadelwebmaschine sehr flauschig und weist eine beträchtliche Dicke, aber eine geringe Festigkeit auf.
Wenn die Punktionsnadel wiederholt in das Fasergewebe einsticht, bewegen sich die Fasern auf und ab und verursachen eine Extrusion, wodurch die Fasern im Fasergewebe eng zusammengedrückt werden. Die Reibung zwischen den Fasern nimmt zu und die Festigkeit nimmt zu, wodurch ein Vlies mit einer bestimmten Festigkeit und Dichte entsteht.
5. Nachbearbeitung
Je nach den unterschiedlichen Prozessanforderungen werden unterschiedliche Nachbehandlungen am Nadelfilz durchgeführt. Die Behandlungsmethoden sind wie folgt:
(1). Kalandrieren. Durch Warmwalzen mit einem Kalander wird die Oberfläche des Vlieses glatt, eben und gleichmäßig dick. Der Hauptzweck des Kalandrierens besteht darin, die Glätte und Ebenheit des Vlieses zu erhöhen und seine Kompaktheit zu steigern.
(2) Sengen. Sengen wird hauptsächlich bei Vliesstoffen zur Staub- oder Trockenfilterung angewendet. Dabei wird die Oberfläche angehoben und die Haarigkeit abgebrannt, um die Oberfläche glatt zu machen.
(3) Emulsionsimprägnierung. Der hergestellte Nadelfilz wird mit chemischen Mitteln imprägniert, um die Hochtemperaturbeständigkeit, Säure- und Alkalibeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit und andere Eigenschaften des Nadelfilzfiltermaterials zu verbessern.
(4) Hohe Temperatureinstellung. Das Nadelfilzfiltermaterial gelangt in den Spannofen, um die hohe Temperatureinstellung des Filtermaterials zu erreichen. Das Filtermaterial mit guter Formgebungswirkung weist während des Gebrauchs eine geringe Verformung, hohe Dimensionsstabilität und lange Lebensdauer auf.
(5) Laminieren. Das vorbereitete Nadelfilzfiltermaterial wird von einer Beschichtungsmaschine mit PTFE-Folie beschichtet. Das beschichtete Filtermaterial hat eine Oberflächenfiltrationswirkung, verbessert die Filtrationsgenauigkeit und kann feinere Staubpartikel filtern. Verbesserte Korrosionsbeständigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit.
Para-Aramid-Nadelfilzeigenschaft
Para-Aramid-Nadelfilz hat folgende Funktionen: Polieren, Filtern, Abdichten, Auskleiden, Isolieren, Stoßfest, Dämpfen, Ölschutz, Wärmeerhaltung, Wärmeisolierung usw.
Inhärente Hitze- und Flammenbeständigkeit, überlegenes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, außergewöhnliche Flexibilität.
Flammhemmend, hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Festigkeit, hoher Modul, elektrische Isolierung.
Säure- und Laugenbeständigkeit, Beständigkeit gegen organische Lösungsmittel, Zugfestigkeit, Schnitt- und Durchstoßfestigkeit.
Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Stichschutz, Spikeschutz, ACR-Blitzschutz, elektrische Isolierung, Splitterschutz
Hohe Dimensionsstabilität: sehr geringes Kriechen, klein.
Negativer Wärmeausdehnungskoeffizient.
Hervorragende thermische Stabilität: Weit verbreitet einsetzbar.
Temperaturbereich, kein Schmelzpunkt, hohe Hitze, Stabilität, geringe Wärmeleitfähigkeit.
Der Unterschied zwischen Meta-Aramid und Para-Aramid:
Die Temperaturbeständigkeit von Para-Aramidfasern ist höher als die von Meta-Aramidfasern. Der Dauergebrauchstemperaturbereich liegt zwischen -196 °C und 204 °C. Bei Temperaturen von bis zu 560 °C zersetzt oder schmilzt die Faser nicht. Die wichtigsten Eigenschaften von Para-Aramidfasern sind ihre hohe Festigkeit, ihr hoher Elastizitätsmodul, ihre hohe Temperatur- und Laugenbeständigkeit sowie ihr geringes Gewicht. Sie verfügen über gute Isolier- und Alterungseigenschaften sowie eine lange Lebensdauer. Aramidfasergewebe zeichnet sich durch hervorragende Eigenschaften wie hohe Festigkeit, hohen Elastizitätsmodul, hohe Temperatur- und Laugenbeständigkeit, geringes Gewicht, gute Isoliereigenschaften, Alterungsbeständigkeit, lange Lebensdauer, stabile chemische Struktur, keine geschmolzenen Tropfen beim Verbrennen und keine giftigen Gase aus. Polyisophthalamidfasern werden als Meta-Aramidfasern, Polyterephthalamidfasern als Para-Aramidfasern bezeichnet.
Welche Anwendungen gibt es für Para-Aramidfilz?
1. Nadelfilzprodukte aus Para-Aramid werden häufig in folgenden Bereichen eingesetzt: Maschinenbau, Militärindustrie, Metallurgie, Bergbau, Forstwirtschaft, Textil, Elektromechanik, Kommunikation, Instrumentierung, Transport, Luftfahrt, Schifffahrt, Elektronik, Haushaltsgeräte, Eisenwaren, Möbel, Gummi und andere Industrieprodukte.
2. Es wird in industriellen Bereichen wie Flammschutzmitteln und Hochtemperaturbeständigkeit eingesetzt. Es wird hauptsächlich für Brandschutzdecken, Schweißdecken, Flammschutzdecken und hochtemperaturbeständige Decken verwendet. Es wird in Stahlwerken, Aluminiumwerken, metallurgischen Anlagen usw. verwendet.
3. Es wird für die Innenausstattung von Autos, Zügen und Flugzeugen sowie für feuerfeste und wärmeisolierende Kleidung verwendet. Para-Aramidfilz hat die Funktionen des Brandschutzes, der Filterung, der Hochtemperaturbeständigkeit und der Wärmeisolierung.
4. Para-Aramidfaserfilz wird als Komfortschicht für Feuerwehrkleidung verwendet.
5. Handschuhe aus Para-Aramid können Verletzungen durch Schnitte, Reibung, Stiche, hohe Temperaturen und Flammen an den Fingern bei industriellen Arbeiten verhindern.
6. Förderbänder, die in Bergwerken, Glasfabriken, Aluminiumfabriken, Stahlfabriken und metallurgischen Fabriken verwendet werden.
7. Förderband für Digitaldruckmaschinen, das dank Para-Aramid-Filz eine sehr gute Festigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit aufweist.
