ما هي ألياف ميتا أراميد وما هي طريقة تصنيع ألياف ميتا أراميد؟
الاسم الكامل لألياف الأراميد هو "ألياف البولي أميد العطرية"، وهي ألياف بولي أميد اصطناعية طويلة السلسلة، ترتبط فيها أكثر من 85% من روابط الأميد مباشرةً بحلقة البنزين، وتتميز بمقاومة عالية لدرجات الحرارة العالية، وقوة عالية، ومعامل مرونة عالٍ، وعزل حراري، وخصائص أخرى مميزة. وهي نوع جديد من مواد البوليمر الخاصة. يتوفر حاليًا نوعان من ألياف الأراميد في السوق، وقد حققا نطاقًا واسعًا من التطبيقات والإنتاج التجاري، وهما: ميتا-أراميد وبارا-أراميد.
1. ما هو ميتا أراميد؟
ميتا أراميد هو نوع من ألياف البولي أميد العطرية (ألياف الأراميد)، الاسم الكامل هو ألياف بولي فينيلين إيزوفثالاميد، الاسم الإنجليزي ميتا أراميد يشار إليه باسم PMIA، ونطلق عليه أيضًا اسم أراميد 1313، ميتا أراميد المواد الخام الرئيسية هي كلوريد الإيزوفثالويل (IPC) وم-فينيلين ديامين (MPD).
2. ما هي طريقة تصنيع ألياف ميتا أراميد؟
يتم تحضير بولي مكثفات م-فينيلين ايزوفثالاميد أراميد 1313 عن طريق التكثيف المتعدد لكلوريد ايزوفثالويل (ICI) وم-فينيلين ديامين (MPD).
بوليم فينيلين إيزوفثالاميد هو جزيء ضخم متعرج منتظم الترتيب، تحلل قبل الانصهار. درجة حرارة انتقاله الزجاجي (Tg) هي 270 درجة مئوية، ولا يحدث تحلل أو كربنة واضحان تحت 350 درجة مئوية. عندما تتجاوز درجة الحرارة 400 درجة مئوية، تصبح الألياف هشة ومتفحّمة ومتحللة تدريجيًا.
لكنه لا يُنتج قطرات منصهرة، ولا يحترق في اللهب، ويتميز بمقاومة جيدة للهب. يتراوح مؤشر الأكسجين الحدّي (LOI) بين ٢٩٪ و٣٢٪، وأدائه ممتاز.
عملية إنتاج لباد الإبرة ميتا آرا أراميد
1. فتح ألياف ميتا أراميد
يُجرى فكّ أولي لألياف البارا أراميد لفكّ مجموعات الألياف الكبيرة، ثم يُجرى فتح دقيق لزيادة فكّ الألياف. يجب فتح الألياف بالكامل وخلطها بالتساوي، مع تجنب تلف الألياف قدر الإمكان.
2. تمشيط الألياف
بعد فتح الألياف وخلطها بالكامل، تدخل إلى صندوق القطن تحت ضغط الهواء، وتكون جاهزة للتغذية في آلة التمشيط، وتدخل آلة التمشيط.
بعد تشغيل الآلة، تُمشط الألياف من خلال تفاعل عجلة التجريد مع الأسطوانة، ثم تُنقل بواسطة الدُفّار لتشكيل شبكة ألياف. في هذه المرحلة، تكون شبكة الألياف الممشطة شبكة واحدة خفيفة ورقيقة.
3. وضع الشبكة
تدخل شبكة الألياف إلى آلة وضع الشبكة، ويتم تحريك عربة وضع الشبكة بواسطة حزام مسنن، ويتم طي شبكة الألياف الفردية الناتجة عن آلة التمشيط بشكل متقاطع لتصبح شبكة ألياف متعددة الطبقات بالعرض والوزن الوحدوي المطلوب لاستخدام العملية التالية.
4. ضغط الوخز بالإبر
تدخل شبكة الألياف إلى نول الإبر، حيث يوجد عدد كبير من الإبر ذات الخطافات المسننة لثقبها بشكل متكرر. بعد وضع الخيوط بشكل متكرر، تصبح شبكة الألياف رقيقة جدًا عند إدخالها في نول الإبر، بسماكة كبيرة، لكنها ضعيفة المتانة.
عندما تثقب إبرة الثقب شبكة الألياف بشكل متكرر، تتحرك الألياف لأعلى ولأسفل، مما يُسبب بثقًا، مما يؤدي إلى تقارب الألياف في شبكة الألياف وضغطها. يزداد الاحتكاك بين الألياف، وتزداد قوتها، مما يُشكل قماشًا غير منسوجًا يتمتع بقوة وكثافة معينتين.
5. مرحلة ما بعد المعالجة
وفقًا لمتطلبات العملية المختلفة، يتم إجراء معالجات لاحقة مختلفة على اللباد الإبري، وطرق المعالجة هي كما يلي:
- التقويم. سطح المادة غير المنسوجة أملس ومسطح وموحد السُمك، وذلك عن طريق الدرفلة الساخنة باستخدام آلة الصقل. والغرض الرئيسي من عملية الصقل هو زيادة نعومة وتسطح المواد غير المنسوجة، وزيادة كثافة المادة.
- حرق. يستخدم الحرق بشكل أساسي في المواد غير المنسوجة لترشيح الغبار أو المواد الجافة، مع رفع سطحه، ويتم حرق الشعر لجعله ناعمًا.
- تشريب المستحلب. يُشَرَّب اللباد الإبري المُصنَّع بمواد كيميائية لتحسين مقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة الأحماض والقلويات، ومقاومة الأكسدة، وغيرها من خصائص مادة مرشح اللباد الإبري.
- ضبط درجة الحرارة العالية. تدخل مادة فلتر اللباد الإبري إلى فرن التنتير لضبط درجة حرارتها العالية. تتميز مادة الفلتر بتشكيل جيد، وتشوه منخفض أثناء الاستخدام، وثبات أبعاد عالي، وعمر خدمة طويل.
- الترقق. مادة الفلتر المُجهزة من اللباد المثقوب بالإبر، مطلية بغشاء PTFE بواسطة آلة طلاء. تُحسّن هذه المادة المطلية من ترشيح السطح، وتُحسّن دقة الترشيح، وتُرشّح جزيئات الغبار الدقيقة. كما تُحسّن مقاومتها للتآكل ودرجات الحرارة العالية.
خاصية إبرة اللباد الميتا أراميد
- التلميع، الترشيح، الختم، البطانة، العزل، مقاومة الصدمات، التخميد، حماية الزيت، الحفاظ على الحرارة، العزل الحراري وما إلى ذلك.
- مقاومة طبيعية للحرارة واللهب، وقوة فائقة مقارنة بالوزن، ومرونة استثنائية.
- مقاومة للهب، مقاومة درجات الحرارة العالية، قوة عالية، معامل مرونة عالي، عزل كهربائي.
- مقاومة للأحماض والقلويات، مقاومة للمذيبات العضوية، قوة الشد، مقاومة للقطع والثقب.
- مقاومة للحرارة، مقاومة للتآكل، مقاومة للطعن، مقاومة للمسامير، مقاومة للوميض، عزل كهربائي، مقاومة للشظايا
- استقرار أبعادي عالي: زحف منخفض جدًا، صغير.
- معامل التمدد الحراري السلبي.
- استقرار حراري ممتاز: قابل للاستخدام على نطاق واسع.
- نطاق درجة الحرارة، لا نقطة انصهار، حرارة عالية، استقرار، توصيل حراري منخفض.
الفرق بين ميتا أراميد و بارا أراميد:
تتميز ألياف البارا أراميد بمقاومة عالية للحرارة مقارنةً بألياف الميتا أراميد. يتراوح نطاق درجة حرارة الاستخدام المستمر بين -196 درجة مئوية و204 درجات مئوية، وهي مقاومة للتحلل أو الذوبان عند درجات حرارة عالية تصل إلى 560 درجة مئوية. ومن أبرز خصائص ألياف البارا أراميد: القوة العالية، ومعامل المرونة العالي، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة الأحماض والقلويات، وخفة الوزن. كما تتميز بعزل جيد ومقاومة للشيخوخة، وعمر افتراضي طويل. أما قماش ألياف الأراميد، فيتميز بخصائص ممتازة، مثل القوة العالية، ومعامل المرونة العالي، ومقاومة درجات الحرارة العالية والقلويات، وخفة الوزن، والعزل، ومقاومة الشيخوخة، وعمر افتراضي طويل، وتركيب كيميائي مستقر، وعدم وجود قطرات منصهرة عند الاحتراق، وعدم انبعاث غازات سامة. وتُعرف ألياف البولي إيزوفثالاميد باسم ألياف الميتا أراميد، بينما تُعرف ألياف البولي تيريفثالاميد باسم ألياف البارا أراميد.
ما هي تطبيقات لباد ميتا أراميد؟
- يتم استخدامها بشكل أساسي في الترشيح عالي الحرارة، وأحزمة النقل عالية الحرارة، وبطانيات الطباعة المنقولة، وخراطيم السيارات وما إلى ذلك.
- تُستخدم منتجات اللباد المثقوب بالإبر من ميتا أراميد على نطاق واسع في: الآلات، والصناعة العسكرية، والمعادن، والتعدين، والغابات، والمنسوجات، والكهروميكانيكية، والاتصالات، والأجهزة، والنقل، والطيران، والقوارب، والإلكترونيات، والأجهزة المنزلية، والأجهزة، والأثاث، والمطاط وغيرها من المنتجات الصناعية.
- يُستخدم في المجالات الصناعية، مثل مقاومة اللهب ودرجات الحرارة العالية. يُستخدم بشكل رئيسي في بطانيات الحماية من الحرائق، وبطانيات اللحام، والبطانيات المقاومة للهب، والبطانيات المقاومة لدرجات الحرارة العالية. كما يُستخدم في مصانع الصلب، ومصانع الألومنيوم، والمصانع المعدنية، وغيرها.
- يُستخدم في الديكور الداخلي للسيارات والقطارات والطائرات، وفي صناعة الملابس المقاومة للحريق والعازلة للحرارة. يتميز لباد البارا أراميد بخصائص الوقاية من الحرائق، والترشيح، ومقاومة درجات الحرارة العالية، والعزل الحراري.
- يتم استخدام لباد ألياف ميتا أراميد كطبقة مريحة لملابس مكافحة الحرائق.
- القفازات المصنوعة من الميتا أراميد قادرة على منع الإصابات الناجمة عن القطع والاحتكاك والثقب ودرجات الحرارة العالية وألسنة اللهب في الأصابع أثناء العمليات الصناعية.
- أحزمة النقل المستخدمة في المناجم ومصانع الزجاج ومصانع الألومنيوم ومصانع الصلب والمصانع المعدنية.
- حزام ناقل لآلة الطباعة الرقمية، بسبب اللباد ميتا أراميد لديه قوة جيدة جدا، ووظائف مقاومة درجات الحرارة العالية.
