Aramid - Aramid

Tarkibi Twaron va Kevlar, ikkalasi ham paragraf -aramid

Aramid tolalar issiqlikka bardoshli va kuchli sinfdir sintetik tolalar. Ular ballistik reyting uchun aerokosmik va harbiy dasturlarda qo'llaniladi tana zirhi mato va ballistik kompozitsiyalar, yilda dengiz shnuri, dengiz korpusi mustahkamlash va an asbest o'rnini bosuvchi.[1] Ism a portmanteau ning "aromatik poliamid ".

Elyaflardagi zanjir molekulalari tola o'qi bo'ylab juda yo'naltirilgan. Natijada, ning yuqori qismi kimyoviy bog'lanish boshqa sintetik tolalarga qaraganda tolaning mustahkamligiga ko'proq hissa qo'shadi. Aramidlarning erish harorati juda yuqori (> 500 ° C).

Oddiy aramid tovar nomlari o'z ichiga oladi Kevlar, Nomeks va Twaron.

Tarix

Aromatik poliamidlar birinchi marta 1960-yillarning boshlarida tijorat dasturlarida, a meta tomonidan ishlab chiqarilgan -aramid tolasi DuPont HT-1 sifatida va keyin savdo nomi ostida Nomeks.[2] Oddiy to`qimachilik kiyim-kechak tolasiga o`xshash ishlov beradigan bu tola issiqqa mukammal darajada chidamliligi bilan ajralib turadi, chunki u normal darajada kislorodda erimaydi va yonmaydi. U himoya kiyimlarini ishlab chiqarishda, havo filtrlashda, issiqlik va elektr izolyatsiyasida, shuningdek uning o'rnini bosuvchi mahsulot ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. asbest.

Meta-aramidlar Gollandiyada va Yaponiyada ham ishlab chiqariladi Teijin Aramid savdo nomi ostida Teijinconex,[2] Koreyada Toray savdo nomi ostida Arawin, Xitoyda Yantai Tayho tomonidan savdo nomi ostida Yangi yulduz, savdo nomi ostida SRO Group (Xitoy) tomonidan X-Fiper, Frantsiyadagi meta-aramidning Kermel nomi bilan savdo nomi ostida Kermel.

Tomonidan ilgari o'tkazilgan tadqiqotlar asosida Monsanto kompaniyasi va Bayer, paragraf -aramid tolasi ancha yuqori qat'iyat va elastik modul shuningdek 1960 va 1970 yillarda DuPont tomonidan ishlab chiqilgan va AkzoNobel, ikkalasi ham o'z bilimlaridan foyda ko'rishadi rayon, polyester va neylon qayta ishlash. 1973 yilda DuPont birinchi bo'lib para-aramid tolasini chaqirdi va uni chaqirdi Kevlar; bu eng taniqli para-aramidlar va / yoki aramidlardan biri bo'lib qolmoqda.

1978 yilda Akzo, xuddi shu kimyoviy tuzilishga ega bo'lgan xuddi shunday tolani taqdim etdi Twaron. Ishlab chiqarish jarayonidagi ilgari patentlanganligi sababli, Akzo va DuPont 1980-yillarda patent nizosida qatnashishgan. Keyinchalik Twaron egalik huquqiga o'tdi Teijin Aramid Kompaniya. 2011 yilda Yantai Tayho shu kabi tolani ishlab chiqarishni boshladi Taparan Xitoyda (qarang Ishlab chiqarish ).

Para-aramidlar ko'plab yuqori texnologik dasturlarda, masalan, aerokosmik va harbiy dasturlarda "o'q o'tkazmaydigan" uchun ishlatiladi. tana zirhi mato.

Metamaramid va para-aramid tolasidan aramid qog'oz tayyorlash uchun foydalanish mumkin. Aramid qog'ozi ko'plab chuqurchalar yadrosini tayyorlash uchun elektr izolyatsiya materiallari va qurilish materiallari sifatida ishlatiladi. Dupont 1960 yillarda aramid qog'oz ishlab chiqargan va uni Nomeks qog'ozi deb atagan. Yantai Metastar Special Paper 2007 yilda aramid qog'ozni taqdim etdi, u shunday nomlanadi metastar qog'oz. Dyupont ham, Yantai Metastar ham meta-aramid va para-aramid qog'ozlarini ishlab chiqaradilar.

The Federal savdo komissiyasi aramid tolasining ta'rifi:

Elyaf hosil qiluvchi moddalar uzun zanjirli sintetik poliamid bo'lgan ishlab chiqarilgan tola bo'lib, unda kamida 85% amid aloqalari, (-CO-NH−) to'g'ridan-to'g'ri ikkita aromatik halqaga biriktirilgan.[3]

Sog'liqni saqlash

1990-yillar davomida an in vitro aramid tolalarini sinab ko'rishda ularning "bir xil ta'sir ko'rsatganligi" ko'rsatildi epiteliya hujayralari qilgan kabi asbest jumladan, oshdi radio etiketli nukleotid DNKga qo'shilish va ODC induksiyasi (ornitin dekarboksilaza ) ferment faolligi ", imkoniyatini oshirish kanserogen oqibatlari.[4] Ammo, 2009 yilda, inhaler aramid fibrillalarning qisqarishi va tanadan tezda tozalanishi va ozgina xavf tug'dirishi ko'rsatildi.[5] Keyinchalik qiziqishlarni to'g'irlash to'g'risidagi deklaratsiya tadqiqot muallifi tomonidan "Ushbu sharh DuPont va Teijin Aramid tomonidan buyurtma qilingan va moliyalashtirilgan, ammo qog'ozning mazmuni va yozilishi uchun faqat muallif javobgardir" deb ta'kidlangan. [6]

Ishlab chiqarish

Para-aramid ishlab chiqarishning jahon quvvati taxminan 41000 ga baholandi tonna yiliga 2002 yilda va har yili 5-10% ga oshadi.[7] 2007 yilda bu yiliga 55000 tonna ishlab chiqarish quvvatini anglatadi.

Polimer tayyorlash

Aramidlar odatda an o'rtasidagi reaktsiya bilan tayyorlanadi omin guruh va a karboksilik kislota haloid guruh. Oddiy AB gomopolimerlar kabi ko'rinishi mumkin

n NH2−Ar − COCl → - (NH − Ar − CO)n− + n HCl

Eng taniqli aramidlar (Kevlar, Twaron, Nomeks, New Star va Teijinconex) bu AABB polimerlari. Nomex, Teijinconex va New Star asosan meta-bog'lanishni o'z ichiga oladi va poli-metafenilen izoftalamids (MPIA) .Kevlar va Tvaron ikkalasi ham p-fenilen tereftalamidlar (PPTA), AABB para-poliaramidning eng oddiy shakli. PPTA mahsulotidir p-fenilen diamin (PPD ) va tereftaloil diklorid (TDC yoki TCl).

PPTA ishlab chiqarish a ga bog'liq birgalikda erituvchi bilan ionli komponent (kaltsiy xlorid, CaCl2) egallash vodorod aloqalari amid guruhlari va organik komponent (N-metil pirrolidon, NMP ) eritmoq aromatik polimer. Ushbu jarayon Gollandiyalik kimyoviy firmada ishlagan Leo Vollbraxt tomonidan ixtiro qilingan Akzo. Tashqari kanserogen geksametilfosforli triamid (HMPT ), hali ham polimerni eritishning amaliy alternativasi ma'lum emas. NMP / CaCl dan foydalanish2 tizim Akzo va DuPont o'rtasida kengaytirilgan patent kelishmovchiligiga olib keldi.

Yigirmoq

Polimer ishlab chiqarilgandan so'ng, aramid tolasi tomonidan ishlab chiqariladi yigirish erigan polimer a qattiq dan tola suyuqlik kimyoviy aralash. PPTA yigirish uchun polimer erituvchisi odatda 100% ni tashkil qiladi. suvsiz sulfat kislota (H2SO4).

Tashqi ko'rinish

Boshqa turdagi aramidlar

Nomeks kabi meta-aramidlardan tashqari, boshqa xilma-xilliklar aramid tolalari qatoriga kiradi. Ular asosan kopoliamid tovar nomi ostida eng yaxshi ma'lum bo'lgan turi Technora tomonidan ishlab chiqilgan Teijin va 1976 yilda taqdim etilgan. Technora ishlab chiqarish jarayoni reaksiyaga kirishmoqda PPD va 3,4'-diaminodifenileter (3,4'-ODA) bilan tereftaloil xlorid (TCl).[8]Ushbu nisbatan sodda jarayonda faqat bitta amid erituvchisi ishlatiladi va shu sababli yigiruv to'g'ridan-to'g'ri polimer ishlab chiqarilgandan so'ng amalga oshirilishi mumkin.

Aramid tolasining xususiyatlari

Aramidlar kabi boshqa tolalar bilan yuqori darajada yo'naltirilgan ultra yuqori molekulyar og'irlikdagi polietilen, ularning xususiyatlarida hukmronlik qiluvchi xususiyat.

Umumiy

  • yaxshi qarshilik ishqalanish
  • organik erituvchilarga yaxshi qarshilik
  • elektr o'tkazmaydigan
  • juda baland erish nuqtasi (> 500 ° C)
  • past yonuvchanlik
  • yuqori matolarning yaxlitligi harorat
  • kislotalar va tuzlarga sezgir
  • sezgir ultrabinafsha nurlanish
  • tugamaguncha elektrostatik zaryad to'planishiga moyil[9]

Para-aramidlar

Foydalanadi

Shuningdek qarang

Para-aramid

Meta-aramid

Boshqalar

Izohlar va ma'lumotnomalar

  1. ^ Xillermeyer, Karlxaynts (1984). "Asbest o'rnini bosuvchi Aramidning istiqbollari". To'qimachilik tadqiqotlari jurnali. 54 (9): 575–580. doi:10.1177/004051758405400903.
  2. ^ a b Jeyms A. Kent, ed. (2006). Sanoat kimyosi va biotexnologiyasining qo'llanmasi. Springer. p.483. ISBN  978-0-387-27842-1.
  3. ^ Tijorat amaliyoti, 303-qism, §303.7 Ishlab chiqarilgan tolalar uchun umumiy nomlar va ta'riflar.
  4. ^ Marsh, J. P .; Mossman, B. T .; Driskoll, K. E .; Shins, R. F.; Borm, P. J. A. (1994 yil 1-yanvar). "Yuqori quvvatli sintetik tolali Aramidning nafas olish hujayralariga Vitroda ta'siri". Dori va kimyoviy toksikologiya. 17 (2): 75–92. doi:10.3109/01480549409014303. PMID  8062644.
  5. ^ Donaldson, K. (2009 yil 1-iyul). "P-aramid fibrillalarning inhalatsion toksikologiyasi". Toksikologiyada tanqidiy sharhlar. 39 (6): 487–500. CiteSeerX  10.1.1.468.7557. doi:10.1080/10408440902911861. PMID  19545198.
  6. ^ Donaldson, Ken (22 iyul 2009). "Corrigendum: aramid fibrillalarning inhalatsion toksikologiyasi". Toksikologiyada tanqidiy sharhlar. 39 (6): 540. doi:10.1080/10408440903083066.
  7. ^ Kengaytirilgan polimer matritsa kompozitsiyalari uchun yuqori samarali strukturaviy tolalar bo'yicha qo'mita, Milliy tadqiqot kengashi (2005). Kengaytirilgan polimer matritsa kompozitsiyalari uchun yuqori samarali strukturaviy tolalar. Milliy akademiyalar matbuoti. p. 34. ISBN  978-0-309-09614-0.
  8. ^ Ozawa S (1987). "Yuqori modulli va yuqori quvvatli tolalarga yangi yondashuv". Polimer jurnali. 19: 199. doi:10.1295 / polymj.19.119.
  9. ^ a b Kadolph, Sara J. Anna L. Langford (2002). "To'qimachilik". Pearson Education, Inc Yuqori Saddle River, NJ.
  10. ^ Reisch, Marc S (2005). "Yuqori samarali tola ishlab chiqaruvchilar harbiylar va xavfsizlik foydalanuvchilari talabiga javob berishadi". Kimyoviy va muhandislik yangiliklari. 83 (31): 18–22. doi:10.1021 / cen-v083n050.p018.
  11. ^ "238-032 kamar". www.stens.com. Olingan 2020-05-07.

Qo'shimcha o'qish