아라미드 섬유 직물

"폴리페닐렌 테레프탈아미드"로 완전히 알려진 아라미드 섬유는 초고강도, 고탄성률, 고온 저항성, 내산성, 내알칼리성, 경량성 등과 같은 우수한 특성을 가지고 있습니다. 아라미드 섬유는 DuPont Kevlar Fabrics에서 성공적으로 개발 및 상업화되었습니다. 1960년대. 따라서 탄소 섬유가 출현하기 전에 Aramid 섬유는 항상 고성능 섬유 시장을 점유했습니다.

1/ 고내충격성 및 내균열성

아라미드 섬유는 내충격성이 뛰어나고 질기고 많은 에너지를 흡수할 수 있기 때문에 압력을 받아도 갈라지지 않습니다. 방탄 조끼, 선박, 카약 및 군용 차량 부품의 갑옷 제조에 널리 사용됩니다. 아라미드 섬유 복합재의 내충격성은 탄소 섬유 복합재의 5배입니다(드롭 해머 충격 방법으로 측정). 이 특별한 충격 방지 또는 총알 방지 능력은 아라미드 구조를 가진 긴 원자 사슬의 형성으로 인해 발생합니다.

내충격성이 뛰어나다는 점에서 아라미드 섬유는 군용 방탄조끼, 탱크방어구 소재로 널리 사용되고 있다. 방탄 조끼는 일반적으로 수십 겹의 아라미드(예: 케블라)로 만들어지며 두 층 사이에 세라믹 판이 포함됩니다. 일부 장갑차(예: 미국 M1 탱크)에서 사용하는 보호 덮개는 직경 700mm의 대전차 미사일을 견딜 수 있는 강철 아라미드 강철 재질로 만들어집니다.

2／ 저밀도/저중량

아라미드 섬유는 무게가 매우 가벼워 복합재료 제조에 유리합니다. 탄소 섬유 복합재는 매우 가벼운 것으로 간주되지만 아라미드 섬유 복합재는 탄소 섬유 복합재보다 약 20% 가볍습니다. 복합재에 아라미드 직물을 사용하면 내충격성과 내마모성을 높이고 복합재 구성 요소의 무게를 줄일 수 있습니다.

아라미드 섬유의 밀도는 약 1.45g/cm³이고, 아라미드/에폭시 복합물의 밀도는 약 1.3g/cm³이다. 계산은 에폭시 수지 및 경화제 ~1.1g/cm ³ 및 복합 재료 생산에 사용되는 고급 기술, 즉 오토클레이브 프리프레그를 기반으로 합니다. 일반적으로 매우 가볍다고 여겨지는 탄소 섬유 복합재의 밀도는 1.55g/cm³에 가깝습니다. 일반적으로 아라미드 섬유 복합재는 탄소 섬유 복합재보다 20% 가볍습니다.

아라미드 섬유 복합재와 금속의 무게를 비교하는 방법은 무엇입니까? 알루미늄 ³의 경우 2.7g/cm, 티타늄 ³의 경우 4.5g/cm, 강철 ³의 경우 7.9g/cm이므로 아라미드 섬유 복합재는 알루미늄보다 2배, 티타늄보다 3~4배, 강철보다 6배 가볍습니다. .

3／ 유리 섬유와 탄소 섬유 사이의 적당한 강성

아라미드 섬유 복합재는 유리 섬유 복합재보다 강성이 높지만 탄소 섬유 복합재보다 훨씬 낮습니다. 아라미드 섬유는 탄소 섬유와 유사합니다. 다양한 강성과 강도를 제공할 수 있는 표준, 중간 및 고 모듈러스 섬유를 포함하여 다양한 유형의 섬유가 있습니다.

다양한 유형의 섬유의 강성은 다음과 같습니다.

유리 섬유 직물 - 72 GPa(표준 E-유리)에서 87 GPa(S 강화 유리 직물)까지;

탄소 섬유 직물 - 230GPa(Toray T300)에서 588GPa(Toray HM 등급 M60J)까지;

아라미드 직물 - 96GPa(표준 아라미드용 Kevlar 129)에서 186GPa(항공기/항공 산업용 Kevlar 149)까지.

결론적으로 표준 직물로 만든 아라미드 복합재의 강성은 유리 섬유 복합재보다 30-40% 높고 탄소 섬유 복합재보다 50% 낮습니다.

4/ 내마모성

아라미드 섬유 합성물은 레이싱 엔진을 보호하기 위한 스키드 플레이트와 같이 마모되기 쉬운 부품에 널리 사용되었습니다. Aramid는 일반적으로 컨베이어 벨트의 고무 벨트를 강화하고 더 높은 강도와 ​​내마모성을 보장하기 위해 추출 산업(예: 광산 산업)에서 사용됩니다. Kevlar 제조업체에 따르면 보강 후 내마모성이 50-70% 향상될 수 있습니다. 이러한 특성 때문에 트와론(Twaron)이나 케블라(Kevlar) 등의 아라미드 직물을 사용한 내절단성 안전장갑 등 복합소재 및 작업복 등에 활용이 가능한 소재다.

5/ 저유전율

아라미드 섬유 복합 재료의 유전 상수는 ~3.85(10GHz)로 낮아서 아라미드 보호 커버/레이돔을 통과하는 신호의 우수한 성능과 강도를 보장합니다. 이 안테나는 군용 항공기와 같은 군사 목적으로 널리 사용됩니다.

군용 레이돔에 사용되는 아라미드 섬유

아라미드 섬유 복합 하우징/레이돔은 안테나를 손상으로부터 보호하고 우수한 신호 성능을 보장할 수 있습니다. 반대로 E-유리 섬유 합성물은 6.1(10GHz)에 해당하는 유전율을 제공하므로 안테나 신호 전력 및 성능이 60% 감소합니다. 아라미드 섬유 외에 석영 섬유도 사용되며 유전 상수는 3.78(10GHz)입니다.

6/ 기타 기능

아라미드 섬유는 낮은 열팽창 특성을 가지고 있어 고온에서 매우 안정적이며 거의 제로에 가깝습니다. 열팽창 계수는 약간 음수이며 (- 2.4 x 10 ⁻ ⁶/ ° C)와 같습니다. 아라미드 섬유는 우수한 절연체이며 전기를 전도하지 않습니다.

아라미드 섬유 복합재의 특수한 특성은 진동 흡수와 관련이 있으므로 항공기 구조 부품과 같은 진동 베어링 부품을 제조하는 데 사용할 수 있습니다.

아라미드는 탄소 섬유 또는 유리 섬유로 직조하여 탄소 섬유 아라미드 직물 또는 유리 섬유 아라미드 직물을 형성할 수 있으며 2가지 섬유의 장점을 극대화할 수 있습니다.

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