Среди разнообразия тканей встречается текстиль, который предназначен для создания специальных костюмов. Чаще всего такой материал служит для защиты человека не только при выполнении опасных для здоровья работ, но и в экстремальных ситуациях. Необычайными свойствами обладает арамидная ткань.
Что же это такое?
Для изготовления такого материал применяется арамидное волокно. Подобная ткань получила широкое распространение. Она представляет собой полимерный материал, применяющийся в качестве армирующего компонента при изготовлении спецодежды.
Иными словами, комбинезоны, бронежилеты, каски и прочие аксессуары – это изделия, изготовленные из арамидной ткани. Они способны защитить от пуль и от огня. Такими изделиями пользуются не только военные и летчики-испытатели, но и пожарные, сталевары и прочие представители опасных для жизни профессий.
Немного истории
Арамидное волокно впервые было создано химиком американской компании DuPont в 1964 году. Изначально полученный материал был назван кевлар. Теперь это одна из ведущих торговых марок. Схожий по свойствам материал был изготовлен и в СССР. Его название СВМ – сверхвысокопрочный материал. Спустя некоторое время появился продукт тварон.
Начиная с 1970 года кевларовая ткань стала производиться в промышленных масштабах.
Где применяются волокна
Арамидные ткани российского производства получили широкое распространение. Сегодня их используют во многих сферах. Изначально кевларовая ткань применялась:
- При изготовлении шин.
- Волокно входило в состав сверхпрочных тросов и строп.
- Материал применяли в качестве компонента композитных составов для космической и авиастроительной отрасли, при строительстве быстроходных яхт и автомобилей, прочных деталей, камер внутреннего давления, высокоскоростных маховиков и прочего.
- На основе арамидной ткани были созданы пуленепробиваемые жилеты и каски.
- Волокна применялись также и для спортивного инвентаря, бытовой техники, моделирования и музыкальных инструментов.
Свойства материала
Арамидная ткань обладает уникальными свойствами. Молекулы данного материала представляют собой длинные цепочки. В ней большинство амидных связей скреплены одновременно с несколькими ароматическими кольцами. Это главное достоинство арамидной ткани. Ведь такие соединения имеют достаточно большую энергию диссоциации. При этом ароматические кольца обеспечивают высокие показатели термостабильности молекул. Среди свойств такого материала стоит выделить:
- Высокую прочность. Арамидная ткань способна выдержать до 600 кг на 1 мм 2 . Показатель прочности данного материала выше, чем у стали.
- Высокую термостойкость. Арамидная ткань, свойства которой уникальны, не плавится. Разрушение волокон начинается при температуре около 500°С. Материал способен выдержать контакт с открытым огнем в течение 50 секунд. При этом ткань не тлеет и не воспламеняется. Однако ее прочность при таком воздействии значительно уменьшается.
- Небольшую плотность. Арамидная ткань очень легкая, что делает ее просто незаменимой при изготовлении спецодежды.
- Невысокую стоимость. Чаще всего в продаже можно увидеть арамидное волокно. Стоимость стандартной бобины таких нитей составляет примерно 20 долларов. Длина – не менее 3 км.
Особенности ткани
Арамидная ткань обладает более высоким показателем упругости, в отличие от материалов из стеклянных и углеродных волокон. Создать такое полотно можно при помощи обычного ткацкого оборудования. При этом переплетение волокон может быть любым. Помимо этого, готовую ткань при желании можно окрасить в любой цвет. Арамидная ткань практически не рвется и не горит. Материал может выдержать воздействие огня, высокой температуры, нефтепродуктов и химических растворителей. Под нагрузкой арамидные волокна не деформируются. Однако при скручивании их прочность уменьшается. Что касается стоимости полотна из арамидных волокон, то она составляет примерно 30 долларов за 1 м 2 .
Сферы применения ткани
- Защитных приспособлений и одежды для металлургов, сварщиков и пожарных. Благодаря уникальным свойствам, полотно оберегает кожные покровы рабочих от воздействия высокой температуры, попадания расплавленного металла, искр, а также от открытого огня.
- Средства защиты и одежды для сотрудников многих силовых структур и военных.
- Взрывоукрывательных тентов и прочего оборудования.
Стоимость костюма из такой ткани зависит от конструкции и вида материала. Цена самого дешевого составляет 250 долларов. Однако, как показали исследования, лучше всего человека защищает костюм, в котором сочетаются слои пластика и арамидной ткани.
Как ухаживать за такой тканью
Изделия из арамидной ткани при необходимости можно постирать. Такой материал не дает усадки. Однако многочисленные исследования показали, что в результате многократных стирок, воздействия прямых солнечных и ультрафиолетовых лучей основные свойства ткани ухудшаются, она начинает терять свою прочность.
Специалисты не рекомендуют удалять пятна с поверхности такого материала при помощи отбеливателей, а также средств, предназначенных для химической чистки. Они ухудшают прочность арамидной ткани. Подобного недостатка лишен материал, который имеет водостойкое покрытие. В других же случаях стирать изделия из кевлара стоит с особой осторожностью.
Арамидная ткань: описание материала, свойства и области применения
Арамидная ткань – это относительно новый материал, обладающий особой прочностью, термоустойчивостью, инертностью к действию химических веществ. Используется для пошива специальной одежды военным, пожарникам, сотрудникам МЧС, металлургам.
Как и из чего сделана арамидная ткань
Материал сделан из арамидных волокон. Это полимерные образования, в которых мономеры, содержащие ароматические кольца, связаны друг с другом линейными и поперечными связями. Прочность арамидной ткани обусловлена именно поперечными связями, содержание которых достигает 85%. В ароматических структурах различают орто-, мета- и пара-положения. Арамидные волокна делают из мета-арамидов, пара-арамидов и сополимеров арамида.
- Пара-арамиды имеют названия тварон, кевлар, СВМ, терлон.
- Мета-арамиды называются номекс, арселон.
- Сополимеры арамидов называются кермель.
Все арамидные волокна обладают повышенными защитными свойствами. Мета-арамиды отличаются особой прочностью. Пара-арамиды имеют повышенные термозащитные качества.
Арамидные ткани делают, используя следующие виды переплетения нитей:
Некоторые арамидные полотна относятся к трикотажным изделиям. Их вяжут на специальных станках из петель.
Баллистическая разновидность арамидных тканей состоит из нескольких слоев. Плетение нитей в каждом слое отличается. Иногда верхний слой делают как нетканый материал.
Отдельные виды материалов
Существует много разновидностей арамидных тканей, отличающихся строением волокон, типом плетения нитей, плотностью, дополнительными свойствами. Остановимся на самых распространенных.
Кевлар
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.
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.
Общие качества арамидных тканей
Из арамидных волокон делают несколько видов разной продукции. Многие достоинства присущи всей группе материалов.
- Удивительная прочность, которая значительно превышает прочностные характеристики стали.
- Маленький вес. Арамидные ткани гораздо легче стекловолоконных материалов.
- Способность сохранять защитные качества при очень высоких температурах. При температуре меньше 0°С защитные способности усиливаются.
- Неспособность гореть и плавиться.
- Огромная устойчивость к механическому действию. Ткань способна защитить от пуль.
- Абсолютная инертность к действию микробов.
- Способность сохранять форму весь период эксплуатации.
Арамидным тканям присущи некоторые недостатки.
- При намокании в воде прочность теряется. Восстанавливается после высыхания материала.
- Арамидные ткани стареют. Для увеличения строка эксплуатации материал дополнительно пропитывают. Производители дают гарантии сохранения качества на протяжении 10 лет.
- Некоторые виды арамидных материалов чувствительны к действию солнца.
Разработчики продолжают усовершенствовать технологию получения волокон и материалов. Это позволяет надеяться на уменьшение количества недостатков в будущем.
Арамидные ткани незаменимы при производстве спецодежды для военных, спасателей, пожарников, металлургов. Из них делают одежду, боевую форму, бронежилеты, каски, оснащение. Благодаря этому материалу спасено большое количество человеческих жизней.
Из чего изготавливают арамидные волокна или нить и что это такое, каковы характеристики ткани из арамида?
Арамид – уникальное волокно, при малом весе обладающее высочайшей прочностью, стойкостью к механическому воздействию и термостойкостью. Его история началась более 50 лет назад, и оно сразу нашло широкое применение. Сфера использования с тех пор продолжает расширяться. Волокно применяется во многих отраслях промышленности, оно незаменимо при производстве спецодежды и средств защиты, альпинистского и спортивного снаряжения.
Что представляют собой арамидные волокна?
Слово «арамид» образовано от словосочетания «ароматический полиамид». Это высокомолекулярное волокно, состоящее из бензольных колец, объединенных в длинные молекулярные цепи посредством прочных амидных связей. Благодаря такой структуре оно обладает уникальными свойствами:
- высочайшей прочностью (превосходит сталь в 5 раз);
- стойкостью к механическим повреждениям, коррозии;
- малой плотностью и легкостью;
- устойчивостью к воздействию высоких и низких температур;
- устойчивостью к возгоранию;
- стойкостью к химическим реагентами и органическим растворителям.
Разновидности арамидных тканей и их свойства
Арамиды выпускаются в разных формах, в том числе в виде ткани. Арамидная ткань производится из нитей разной толщины, содержащих от 130 до 10000 волокон. Их количество определяет прочность. Ткани изготавливают с использованием различных ткацких переплетений – полотняного, саржевого, сатинового. В зависимости от состава волокна делятся на 3 группы: мета-, пара-арамиды и сополимеры. Из-за разных исходных веществ и разницы в ароматических структурах они несколько различаются по своим характеристикам.
Пара-арамиды (тварон, кевлар, СВМ, терлон)
Изготавливаются из органических соединений парафенилендиамина и терефталоилхлорида. Их основные свойства: прочность, легкость, упругость, стойкость к кислотам и щелочам. Пара-арамиды не токсичны, практически не плавятся и не горят, поскольку имеют высокую термостойкость. Разрушение происходит лишь при 430 градусах. Им не страшны и низкие температуры – до -190, в этих условиях прочность волокон даже повышается. Слабыми сторонами являются разрушение и ухудшение качеств под воздействием ультрафиолета и влаги.
Волокно под названием кевлар было изобретено в США в 1964 г., когда компания «DuPont» работала над прочным, но легким материалом, способным заменить тяжелый стальной корд, который использовался для армирования автомобильных шин. Именно с его изобретением началась история арамидов. Исходным веществом при изготовлении кевлара является полипарафенилентерефталамид (ПФТА). Аналогичным составом и сходными качествами обладает тварон, который производится в Нидерландах и Японии.
В начале 70-х материал с похожими свойствами был разработан и в СССР. Волокно получило название «вниивлон», однако позже его поменяли на «СВМ». Аббревиатура расшифровывалась как «синтетический высокопрочный материал». По своим характеристикам он превосходил американский аналог благодаря технологии мокро-сухой формовки нитей – по устойчивости к разрывам, прочности нити, упругости, кислородному индексу.
Помимо СВМ, в СССР вплоть до 1990-х выпускали терлон, приближенный по составу к кевлару. Производство обоих видов волокон было очень дорогостоящим. Ситуация изменилась в 1985 г. с появлением более совершенных модификаций – армоса и русара, отличающихся от СВМ 1-го поколения еще большей прочностью.
Мета-арамиды (номекс, арселон)
Мета-арамидные волокна являются еще более прочными, чем пара-арамидные. Они производятся на основе метафенилендиамина и дихлорангидрида изофталевой кислоты. Ткани из них отличаются эластичностью, легкостью, стойкостью к износу, воздействию органических кислот, масел и растворителей. Они не плавятся и не горят, обладают высокими электроизоляционными свойствами.
Первый такой материал был изобретен той же американской компанией, что и кевлар, он известен как номекс. Арамидное волокно разрабатывалось для защиты от термических воздействия, поэтому оно обладает высокими термозащитными качествами. Обугливание происходит при 400 градусах, однако в течение 1000 часов сохраняется прочность при повышении температуры до 250. При кратковременном воздействии ткань выдерживает температуру до 700 градусов.
Сополимер арамида кермель
Кермель представляет собой высокотехнологичный полимер, полиамид-имид, являющийся сополимерам арамидов. Огнестойкие термостабильные волокна выпускаются во Франции. Материал отличается повышенной практичностью, износостойкостью и долговечностью. В течение короткого промежутка времени кермель выдерживает температуру до 1000 градусов. Он имеет очень низкую теплопроводность, не дает усадки в горячей воде. В отличие от других материалов на основе арамида, французский аналог хорошо поддается окрашиванию.
Добавление в состав ткани огнестойкой вискозы улучшает ее гигиенические свойства, а также препятствует разрушению под воздействием солнечных лучей и ультрафиолета. Материя мягка и приятна на ощупь, эффективно отводит от тела влагу. Одежда из нее очень удобна и комфортна в носке.
Применение арамидных тканей
Сфера применения арамидных тканей чрезвычайно широка. Из нее изготавливают защитную амуницию (бронежилеты, каски, бронешлемы, тенты), спецодежду для солдат, пожарных, полицейских, спасателей, металлургов, сварщиков. Она используется при изготовлении спортивной, мотоциклетной одежды и аксессуаров, туристического снаряжения, парашютов.
Из арамидных композитов делают части несущих конструкций, кузовные детали для самолетов, вертолетов, яхт и спортивных автомобилей. Их используют при изготовлении обивки салонов поездов и самолетов. Сверхпрочные волокна используются в качестве армирующих материалов в автомобильных шинах, медных и волоконно-оптических кабелях. Ими отделывают корпуса цифровой техники. Материал применяется также при изготовлении штативов для съемки, струн для музыкальных инструментов, удилищ, акустических динамиков, спортивного инвентаря (велосипедов, ракеток, клюшек, лыж, роликовых коньков).
Уход за арамидными изделиями
Не следует выжимать и гладить изделие. Использование отбеливателей и других химически активных веществ ухудшает характеристики ткани. По этой причине запрещена химчистка.
Чтобы увеличить срок службы изделий из ткани, имеющей чувствительность к ультрафиолету и влаге, в процессе эксплуатации нельзя подвергать их длительному воздействию воды и прямых солнечных лучей, поскольку это приведет к уменьшению прочности и старению материала. Это не касается материй с водостойкой светонепроницаемой пропиткой.