ما هي ألياف البارا أراميد وما هي طريقة تصنيع ألياف البارا 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 البارا أراميد؟
الاسم الكامل لألياف البارا أراميد هو ألياف "بولي بارا فينيلين تيريفثالاميد" (PPTA)، وهي ألياف بوليمرية عضوية مُصنّعة من كلوريد تيريفثالويل وبارا فينيلين ديامين. تُعرف أيضًا باسم الأراميد 1414، والتاباران، والكيفلار، والتوارون. تتميز بخصائص ممتازة مثل القوة النوعية العالية، ومعامل المرونة النوعي العالي، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة اللهب، وتُعرف بأنها الألياف الثلاثة عالية الأداء في العالم، إلى جانب ألياف الكربون والبولي إيثيلين عالي القوة ومعامل المرونة العالي.
2. ما هي طريقة تصنيع ألياف البارا أراميد؟
يتم الحصول على PPTA عن طريق تكثيف بارا فينيلين ديامين وكلوريد تيريفثالول على شكل مونومرات في كلوريد الكالسيوم N-ميثيل بيروليدون (NMP) من خلال تكثيف المحلول منخفض الحرارة.
من أهم مزايا البارا أراميد قوته العالية ومعامل المرونة العالي. تبلغ قوة شده ستة أضعاف قوة شد أسلاك الفولاذ، ومعامل شده من ضعفين إلى ثلاثة أضعاف قوة شد أسلاك الفولاذ والألياف الزجاجية. يتميز بالتحلل، وعدم الانصهار، ومقاومة الأحماض والقلويات؛ وكثافته (1.44 غ/سم²) تُمثل خُمس كثافة أسلاك الفولاذ فقط، مع مقاومة جيدة للهب، ومؤشر أكسجين محدود أعلى من 29. وهو مصنف ضمن مواد مقاومة اللهب من الفئة B1. ويُستخدم بشكل رئيسي في حماية السلامة، والدروع الواقية من الرصاص، وتقوية المنتجات المطاطية، والكابلات عالية القوة، واستبدال مواد احتكاك الأسبستوس.
عملية إنتاج لباد الإبرة البارا أراميد
1. فتحة ألياف البارا 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 الماكينة 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:
(1). الصقل. يُصبح سطح المادة غير المنسوجة أملسًا ومسطحًا ومتجانس السُمك، وذلك عن طريق الدرفلة الساخنة باستخدام آلة الصقل. الهدف الرئيسي من الصقل هو زيادة نعومة وتسطيح المواد غير المنسوجة، وزيادة كثافة المادة.
(2) الحرق. يُستخدم الحرق بشكل رئيسي في المواد غير المنسوجة لترشيح الغبار أو المواد الجافة، حيث يتم رفع سطحها وإزالة الشعر الزائد منها لجعلها ناعمة.
(3) التشريب بالمستحلب. يُشَرَّب لباد الإبرة المُصنَّع بمواد كيميائية لتحسين مقاومته لدرجات الحرارة العالية، ومقاومة الأحماض والقلويات، ومقاومة الأكسدة، وغيرها من خصائص مادة مرشح لباد الإبرة.
(4) ضبط درجة الحرارة العالية. تدخل مادة فلتر اللباد الإبري إلى فرن التنتير لضبط درجة الحرارة العالية. تتميز مادة الفلتر بتشكيل جيد، وتشوه منخفض أثناء الاستخدام، وثبات أبعاد عالي، وعمر خدمة طويل.
(5) الترقق. تُغطى مادة الفلتر اللبادية المثقوبة بالإبر المُجهزة بطبقة من مادة PTFE بواسطة آلة طلاء. تُحسّن هذه المادة المطلية من ترشيح السطح، مما يُحسّن دقة الترشيح، ويُمكنها من ترشيح جزيئات الغبار الدقيقة. كما تُحسّن مقاومتها للتآكل ودرجات الحرارة العالية.
خاصية لباد إبرة البارا أراميد
تتمتع إبرة اللباد البارا أراميد بالوظائف التالية: التلميع، والترشيح، والختم، والبطانة، والعزل، ومقاومة الصدمات، والتخميد، وحماية الزيت، والحفاظ على الحرارة، والعزل 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 إيزو فثالاميد باسم ألياف الميتا أراميد، وتُعرف ألياف البولي تيريفثالاميد باسم ألياف البارا أراميد.
ما هي تطبيقات لباد البارا أراميد؟
1. تُستخدم منتجات اللباد المثقوب بالإبر من البارا 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.
٢. 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.
٣. 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.
4. يتم استخدام لباد ألياف البارا أراميد كطبقة مريحة لملابس مكافحة الحرائق.
5. يمكن للقفازات المصنوعة من البارا أراميد منع الإصابات الناجمة عن القطع والاحتكاك والثقب ودرجات الحرارة العالية وألسنة اللهب في الأصابع أثناء العمليات الصناعية.
6. أحزمة النقل المستخدمة في المناجم ومصانع الزجاج ومصانع الألومنيوم ومصانع الصلب والمصانع المعدنية.
7. حزام ناقل لآلة الطباعة الرقمية، بسبب اللباد البارا أراميد لديه قوة جيدة جدا، ووظائف مقاومة درجات الحرارة العالية.
