Ткани кермель: разновидности по сырью, характеристики, применение

Свойства

Чтобы до конца изучить свойства арамидных материалов, необходимо знать, чем арамидная нить отличается от других волокон, что это такое, и как можно улучшить характеристики самого полотна.

Арамидные волокна — это нити, имеющие сверхпрочную структуру, благодаря особому соединению атомов в молекуле. Это обеспечивает следующие свойства, которыми характеризуются арамидные ткани:

• высокую термостойкость – волокна не плавятся, нить начинает разрушаться только при температуре выше 500оС, но, несмотря на это, изделия из ткани арамид выдерживают тепловой удар кратковременного воздействия в 1000оС;
• сверхпрочность – в пять раз прочнее стали, выдерживает свыше 600 кг на кв.мм на разрыв;
• легкость – в два раза легче стекловолокна, плотность полотна составляет 1500 кг/м куб;
• биоустойчивость – не впитывает в себя различного рода запахи, не подвергается воздействию бактерий и грибков.

Минусы

Обо всех волшебных свойствах отмечено ранее, ткани уникальны и позволили в значительной степени облегчить и сделать жизнь человека более безопасной. Но, все хорошее должно компенсироваться, хоть в незначительными, но минусами. Да ткани не пропускаю пули, да в огне не горят, но минусов все же не лишены:

• Ткани очень плохо прокрашиваются, по этой причине, большинство изделий имеют желтый цвет.
• Губительное действие ультрафиолета – как и большинство ароматических соединений, арамид окисляется под действием солнечных лучей, что приводит разрушению полотен.
• Некоторые материалы при намокании несколько снижают свою прочность, которая восстанавливается при высыхании.
• Высокая цена. Столь уникальный материал, полученный из недешевого сырья, обуславливает и высокую цену товара.
• Срок службы изделий из арамидных тканей составляет 10 лет, но данный факт стоит отнести скорее положительным характеристикам, чем к отрицательным.

Разновидности материала

Арамидная ткань включает в себя несколько разновидностей, наиболее известны из них следующие:

1. Кевлар — прочность этого материала напрямую зависит от продолжительности воздействия высоких температур. Если высокая температура действует на кевлар около трех суток, его прочность снижается вдвое. При этом полотно никак не реагирует на кратковременные тепловые воздействия.
2. СВМ — отличается от кевлара составом, и поэтому характеризуется высокой прочностью. К синтетическим высокопрочным материалам относят армос и русар. Благодаря применению технологии мокро-сухой формовки нитей, удалось в значительной мере улучшить механические показатели ткани.
3. Тварон — японский аналог кевлара, производится также в Нидерландах. Легкий, упругий, не деформируется, отличается высокой прочностью.
4. Номекс — эластичный, но менее прочен, по сравнению с иными арамидами. Используется с целью фильтрации горячих газов, для пошива спецодежды, в судостроении и авиации.
5. Кермель — популярен во Франции, применяется преимущественно в военной отрасли. Удобен в носке, мягкий, приятен для тела. Окрашивают сами нити, поэтому ткань хорошо сохраняет свой цвет.
6. Арселон — аналог номекса российского производства, является отменным диэлектриком, легкий и эластичный, широко применяется для пошива спецодежды для сварщиков, пожарников и работников металлургической промышленности.

Свойства арамидных волокон

Основные свойства:

Надо отметить, что отличительной чертой и общим недостатком арамидов является низкая прочность в трансверсальном (поперечном) направлении, так как в этом направлении, жгуты имеют наименьшую сопротивляемость растяжению а следовательно, на сжатие и изгиб тоже.

В попытках повысить межмолекулярное взаимодействие и создать возможность образования поперечных связей получили материал М-5. Нити М-5 имеют высокие показатели прочности на сжатие 1,5 Гпа, против 0,35-0,45Гпа у арамидов на основе ПФТА. Но сложность технологии получения М-5 затрудняет развитие промышленного производства.

Еще один недостаток — это склонность к влагопоглощению, что снижает механическую прочность.

Нити подвержены старению, снижению механических характеристик с течением времени. Стоит так же отметить снижение характеристик при воздействии ультрафиолета.

Стойкость к высокой температуре

Параароматические полимеры имеют высокую температуру стеклования. Как следствие они имеют высокую теплостойкость (устойчивость к высоким температурам) и термостойкость (устойчивость к длительным воздействиям высоких температур).

Важная особенность при использовании данных материалов в экстремальных условиях, является отсутствие усадки до температур 350-450 °С. Помимо прочности, некоторые типы волокон обладают устойчивостью к действию открытого пламени.

Буду признателен за любую обратную связь. Спасибо!

Области применения

Можно смело утверждать, что волокна, свойства которых описаны выше, представляют собой неуязвимое для большинства негативных факторов полотно. Именно по этой причине ткань арамид используется по следующим направлениям:

1. Производство касок, комбинезонов, бронежилетов
2. Армирование тросов, шин, строп.
3. Изготовление спортивного инвентаря, бытовой техники, музыкальных инструментов.
4. Автомобилестроение, яхто- и судостроение, оптоволоконная продукция.
5. Пошив спецодежды для тех, кто работает в нефтехимической промышленности, а также для рабочих, чья деятельность связана с влиянием высоких температур (пожарные, металлурги, сварщики).

Отдельные виды материалов

Существует много разновидностей арамидных тканей, отличающихся строением волокон, типом плетения нитей, плотностью, дополнительными свойствами. Остановимся на самых распространенных.

Кевлар

Арамидные волокна используются для изготовления спецодежды.
Первый арамидный волокнистый продукт сделали в Америке в 1964 году. Разработчик – компания DuPont. Ткань назвали кевлар. Волокна использовали для производства шин, бронежилетов, проводов, касок. Из кевлара шили очень прочные рабочие перчатки, которые повредить было невозможно. Ткань хорошо переносит кратковременные термические нагрузки. Если кевлар нагревается без перерыва долго (более 60 часов), то термопрочность может снизиться вдвое.

Тварон

Тварон делают в компании Тейджин Арамид, производства которой расположены в Нидерландах, Японии. По качеству ткань аналогична кевлару. Легкий вес, высокая упругость, прочность, инертность к химическим реагентам, диэлектрическая и термическая устойчивость делают тварон уникальным.

СВМ

В 1970 году в СССР был произведен синтетический высокопрочный материал, который так и назвали, СВМ. В последующем идея получила развитие в России. Более совершенная форма СВМ – это русар и армос. Новая модификация технологии позволила повысить прочность тканей. Как свидетельствует название, используют их в основном для пошива одежды, обмундирования военным.

Номекс

Первой мета-арамидной тканью стал номекс, произведенный в 1961 году в Америке компанией DuPont. Он эластичен, может выдерживать большие термические нагрузки. Прочность номекса немного ниже, чем у кевлара, а стойкость к изгибанию в 3 раза больше. Номекс обугливается при температуре 370°С, до этого значения температуры не расплавляется. Применяют ткань для пошива специальной одежды, защищающей от действия высоких температур.

Арселон

Во времена СССР в 70-е годы на территории Белоруссии запустили производство отечественного аналога номекса – арселона. Производство работает в Белоруссии поныне. Волокна выдерживают длительную нагрузку 250°С, кратковременную — 400°С. Арселон – легкий, инертный, эластичный материал, из которого делают одежду пожарникам, металлургам, сварщикам. Арселоном обивают салоны самолетов и железнодорожных вагонов.

Кермель

Во второй половине прошлого века во Франции начали производить арамидную ткань кермель. Материя мягкая, удобная, приятная на теле, прочно окрашена в яркий цвет. Из кермели делают нательный трикотаж, шьют спецодежду для рабочих горячих производств.

Недостатки

Несмотря на то, что ткань арамид считается практически волшебной (и пули не пропускает, и в огне не горит), она имеет и ряд недостатков, к которым относят:

• плохую прокрашиваемость — именно по этой причине большинство изделий из арамида имеют желтый цвет волокон;
• чувствительность к ультрафиолетовому излучению — не может в течение длительного периода времени использоваться под прямыми солнечными лучами;
• снижение прочности при намокании — когда изделие из арамидной ткани высыхает, его свойства восстанавливаются;
• высокая стоимость – делает невозможным широкое использование арамида.

Также стоит отметить, что на изделия из арамидных тканей дают гарантию не более 10 лет. Срок эксплуатации одежды можно увеличить, используя специальные пропитки, но это требует дополнительных затрат.

Названия арамидных материалов (арселон, кевлар, тварон, терлон, СВМ, номекс)

Основные виды пара-арамидов представлены в таблице.

(ПФТА ─ полипарафенилентерефталамид).

Рассмотрим особенности некоторых арамидных тканей.

Кевлар

Первый из арамидов. Применяется в производстве касок, бронежилетов, снаряжения для саперов, рабочих перчаток, проводов, шин.

Тварон

Продукт международной японо-голландской компании. Легковесный, высокопрочный, упругий, инертный к химическому воздействию, не пропускает электрический ток, выдерживает высокие температуры.

СВМ

Сверхвысокопрочный материал (СВМ), созданный советскими химиками. Более совершенные его формы Армос и Русар разработаны и производятся уже в современной России. Из них шьют обмундирование для военных.

Номекс

Мета-изомер от компании Дюпон. Эластичный, термостойкий, менее прочный, чем кевлар, но в 3 раза превосходит его по стойкости к изгибанию. Обугливание материала начинается при 370°C. Из номекса шьют спецодежду для тех, кто работает в условиях высоких температур.

Арселон

арамидное волокно что это такое

костюм из арамидной ткани

одежда арамид

Аналог Номекса, производимый еще в советской Белоруссии. Выпускается и по сегодняшний день. Материал выдерживает длительное нагревание до 250°C, а также кратковременное до 400°C. Из арселона шьют спецодежду для сварщиков, металлургов, пожарных. Полимер используется для обивки вагонов и салонов самолетов.

Терлон

Вид высокопрочных трудносгораемых волокон, полученный в СССР.

Кермель

Приятная к телу арамидная ткань французского производства. Используется при пошиве нательного трикотажа, спецодежды для работников горячих цехов.

Производство и разновидности арамидных тканей

Волокна получают из растворов ароматических полиамидов. Процесс проходит в 3 стадии.

1. Синтез полимера. В раствор добавляют реагенты и выдерживают при температуре 5—10 °С, постоянно перемешивая. Арамид выделяется в виде крошки или геля. Его промывают и высушивают.
2. Формование нитей. Полимеры растворяют в концентрированной кислоте и экструдируют через фильтры при температуре 50—100 °С.
3. Термовытяжка. Сформованные волокна проходят через воздушную прослойку и резко охлаждаются в воде до 4 °С. После промывания волокна подаются на приемное устройство и высушиваются.

Существует несколько видов арамидных тканей. Каждый тип обладает специфическими свойствами. Метаарамиды (марки «Номекс», «Арселон») характеризуются особой прочностью. Параарамиды («Кевлар», «Тварон», «Терлон») отличаются повышенными термозащитными свойствами. Ортоарамиды («Кермель») известны своей мягкостью и эластичностью.

Переплетение нитей в ткани может быть:

• саржевым,
• полотняным,
• атласным,
• трикотажным,
• вафельным.

При производстве баллистических арамидных тканей для каждого слоя используют свой тип плетения. Это увеличивает прочностные характеристики материала.