Производство ткани из арамида

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.

Огнестойкие ткани: объем российского рынка, особенности производства и использования

По оценке Гетсиз.ру, объём потребления огнестойких тканей (без учета подкладочных огнестойких тканей) в России в 2019 году составил 7,41 млн погонных метров ткани (11,1 млн квадратных метров).

Важно понимать: потребности и продажи огнезащитных тканей могут меняться из года в год в рамках ТР ТС 019/2011 по причине того, что закупки зимней одежды происходят на предприятиях один раз в два года. Зимний огнестойкий костюм в России выдаётся рабочему, согласно нормам выдачи СИЗ, на два года, летний огнестойкий костюм (как и костюм сварщика) выдаётся на один год.

Структура потребления по отраслям:

• Нефтегазовая – 4,33 млн (58,3 %).
• Энергетика – 2,250 млн (30,5 %).
• Транспорт – 0,33 млн (4,45 %).
• Силовые структуры, включая МЧС и пожарных, – 0,5 млн (6,75 %).

Читайте также: Нарядное платье из ткани с пайетками

Постановлением правительства №1368 от 07.09.2020 года были внесены изменения в нормы выдачи костюмов. Теперь боевая одежда пожарного (БОП) выдается раз в четыре года. Данные изменения сократят потребление огнестойких тканей МЧС в последующие годы.

Из потребляемых в РФ в 2019 году огнестойких тканей 1,76 % производился в РФ, 24% составлял импорт. Импорт огнестойких тканей в Россию ежегодно снижается с 2013 года. Самое большое потребление огнестойких тканей сейчас наблюдается в промышленном секторе. Основными потребителями являются нефтегазовая отрасль, металлургия, транспорт, машиностроение, энергетика.

Также в любом секторе экономики используются огнестойкие ткани для огнестойких костюмов сварщика.

Огнестойкие ткани в промышленном секторе используются в специальной одежде, защищающей от пламени и от воздействия электрической дуги. Потенциал роста в этом сегменте рынка высокий. По оценке Гетсиз.ру обеспеченность огнестойкой одеждой предприятий, где есть термические риски, не более 30%. Обеспеченность пожарных служб РФ огнестойкими костюмами по данным источников Гетсиз.ру не превышает 27%.

• Ткани с использованием химических волокон, в том числе арамидных волокон – 48,6%.
• Ткани из 100% хлопка с огнестойкими пропитками – 29,8%.
• Смешанные ткани: хлопок+полиэфир/полиамид с огнестойкими пропитками (где хлопок составляет не менее 60%) – 21,6%.

Огнестойкие ткани с использованием арамидных волокон занимают сейчас основную долю рынка в России. При производстве тканей используются арамидные волокна различных производителей, в том числе и знаменитое волокно Nomex (DuPont).

В хлопковых и хлопко-смесовых тканях для придания огнестойких свойств используются специальные химические препараты. Самой распространенной является технология Proban.

Обратимся к истории создания Nomex и Proban.

Изобретение арамидов: бренд Nomex

Без небольшого отступления и обращения к органической химии не обойтись. В конце 50-х годов во многих странах усиленно изучались арамиды – сокращенное название от «ароматические полиамиды» – группа веществ, потенциально обладающих на тот момент революционными свойствами, возможностью создания новых материалов. Молекулы арамидов составляют атомы азота, водорода, кислорода и азота.

Свойства арамидных волокон определяются одновременно и химической, и физической микроструктурой.

Различают 3 основных типа коммерческих арамидных волокон, присутствующих на рынке: пара-арамиды (п-арамиды), мета-арамиды (м-арамиды) и сополимеры полиамида.

Первый значимый мета-арамид был представлен в 1961 году компанией DuPont под маркой Nomex®.

Доктор Уилфред Суини (1926-2011), энтузиаст химии полимеров, изобретатель, автор 23 патентов США, разработал волокно Nomex в лаборатории DuPont.

Еще в 1953 году Суини и его команда начали искать способ разработки кристаллического, тугоплавкого полимерного волокна. В конце концов они нашли способ сделать высокомолекулярный продукт, который можно было бы превратить в жесткое кристаллизующееся волокно, обладающее выдающимися тепловыми и негорючими свойствами.

Но это не единственное его яркое достижение. Первые волокна той поры были грязно-коричневых оттенков, что мешало коммерциализации. Уилфред Суини также был одним из разработчиков химически окрашиваемого волокна Dacron.

Открытие Nomex® произвело революцию в профессиях, связанных с термической обработкой, включая пожаротушение, профессиональные гонки и эксплуатацию заводов.

Средства индивидуальной защиты, изготовленные с использованием Nomex®, обеспечивают превосходную защиту от жара, пламени и электрической дуги. Это легкие и удобные решения, которые соответствуют промышленным стандартам или превосходят их.

Изобретение огнестойкой технологии Proban

Технология под марочным названием Proban® (Пробан) применяется для придания тканям из хлопка и целлюлозосодержащим волокнам тканей огнезащитных свойств, которые сохраняются после длительного использования одежды и многочисленных стирок.

Изобретен в региональной исследовательской лаборатории США в Новом Орлеане в начале 1950-х годов. Коммерциализирован в 1955 году под торговой маркой Proban компанией Proban Ltd., совместным предприятием Ассоциации красильщиков Брэдфорда и Олбрайта Уилсона. Сегодня бренд Proban принадлежит компании Solvay.

Proban® (Пробан) – торговое название специально разработанного и запатентованного химического состава (ингибитора горения) и технологии получения стойкого к стирке огнезащитного полимера.

При воздействии огня на ткани с отделкой Proban® образуется изолирующий слой, который сохраняется и помогает защитить пользователя данной одежды. Ткани с технологией Proban® не тлеют, не плавятся, и пламя не распространяется за пределы изолирующего слоя. Изделия из ткани с этой технологией требуют бережной стирки без отбеливателей на основе хлора.

Гетсиз.ру попросил прокомментировать экспертов рынка термо-огнестойких тканей, компанию производителя обеих версий термо-огнезащитных материалов ГК «Текстайм» особенности производства и использования огнестойких тканей.

Татьяна Федорова, директор по маркетингу ГК «Текстайм»

В первую очередь давайте разберемся, от чего защищают огнестойкие ткани в рамках тех отраслей, которые перечислены в начале статьи.

На всех участках этих опасных работ есть главное требование – это ограниченное распространение пламени, так называемая огнестойкость, то есть материалы не должны поддерживать распространение огня и затухать при выходе из источника возгорания. Кроме того, к защитным свойствам тканей относятся:

• защита от воздействия конвективного тепла;
• защита от воздействия теплового излучения;
• защита от выплеска расплавленного металла;
• защита от контакта с нагретыми поверхностями.

Для обеспечения такой защиты должны применяться ткани со специальными свойствами: либо ткани изготовлены из пряжи, произведенной из трудновоспламеняемых волокон (в основном, арамидов), либо ткани из природной пряжи (в основном хлопок, либо с добавлением полиамида для прочности тканей весом 200-250 г), которые в процессе производства обрабатываются специальными составами и приобретают долгосрочные огнестойкие свойства.

Читайте также: Назовите мышечную ткань образующая миокард

Ткани, произведенные из мета- и пара-арамидной пряжи с вплетением в структуру ткани антистатической пряжи для обеспечения защиты от статического электричества, чаще всего называются просто арамидными. Сами по себе мета-арамид и пара-арамид являются трудновоспламеняемыми (или негорючими) термостойкими волокнами (с кислородным индексом >28%). А их процентное содержание в пряже 93-95% мета-арамида и 3-5% пара-арамида не случайно. Мета-арамид обладает устойчивостью к высоким температурам (t разрушения около 400°C) и хорошей окрашиваемостью, но при этом большой термоусадкой при воздействии огня, поэтому в состав добавляют пара-арамид для стабилизации термоусадки (не более 5% согласно нормативам) и для обеспечения высоких прочностных свойств (разрывной и раздирающих нагрузок).

Именно такой состав использует большинство производителей арамидных тканей. «Адвентум Технолоджис» выпускает подобные ткани под названием «Термошилд Арамид».

Залог успеха в качестве арамидных тканей (почему мы платим за бренды) – это работа с проверенным сырьем, собственное современное оборудование (ткацкие станки, крашение, линия отделок), высокотехнологичная лаборатория, позволяющая контролировать качество продукции на всех этапах производства, а также высококлассный персонал. Все это влияет на разницу между определенными производителями. В частности, мы на «Адвентум Технолоджис» строго выдерживаем все вышеперечисленные критерии и добиваемся лучших показателей по огнестойкости, разрывной и раздирающей нагрузкам, устойчивости цвета к различным изменениям, стабильности цвета между партиями ΔЕ, изменению размеров, пиллингуемости и истираемости.

Что важно при изготовлении арамидных тканей

Для мета-арамидных тканей добиться стабильности крашения в цвет клиента непросто. Самым сложным здесь является воспроизведение оттенка на всей партии, стабильность цвета по длине ткани на протяжении 1000 м, по ширине ткани (от кромки до кромки) и далее стабильность цвета между партиями.

Также на сегодняшний день обязательно нужно использовать специальные технологии по борьбе с пилингом. Например, у нас ткани проходят двойную обработку (механическую и химическую) для устранения пилинга в период эксплуатации.

Пилинг ткани – это возникающий при эксплуатации дефект ткани, выражающийся в появлении на поверхности ворсинок, маленьких шариков, катышков (пилей).

Кстати, помимо чисто эстетической проблемы, пилинг в первую очередь опасен тем, что образующиеся в его результате скомканные волокна в условиях воздействия открытого огня и экстремальных температур (электродуги) могут поддерживать горение, что влечет за собой потерю огнетермостойких свойств всего изделия и, как следствие, опасность для жизни и здоровья работника.

Строгое соблюдение всех требований технологии производства и является главным отличием высококачественных производителей от выпускающих дешевый товар. Но за раскрученный мировой бренд приходится платить дороже. А на фоне высокой стоимости любых арамидных тканей такой минус становится наиболее острым. Российские ткани «Термошилд Арамид» при высоком качестве имеют одни из самых привлекательных цен на рынке РФ.

В отличие от арамидных тканей, ткани хлопковые или смесовые, обработанные специальными огнезащитными составами, стоят в два и более раза дешевле и обладают рядом преимуществ.

Для подобной группы тканей тоже важны проблемы с уровнем качества, а оно зависит от производителя химии (брендированного или no-name), от уровня производства, где ее наносят, а также от технологии, по которой ее наносят.

Все это влияет на ряд свойств.

Так, первое и главное – это огнестойкость. И здесь уровень защиты зависит не только от применяемой химии, но и от оборудования, непосредственно самой технологии нанесения (внедрения в волокно хлопка и полимеризации), настроек, подбора рецептур и прочего НИОКР.

Далее стоит упомянуть о долгосрочности сохранения огнестойких свойств. Только высокие технологии, надежная химия и оборудование смогут внедрить в волокно хлопка не поддерживающий горение полимер для придания долгосрочных огнестойких свойств в течение всего срока службы изделия.

Ну и наконец, процесс обработки не должен вызывать потерю физико-механических показателей прочности, а финальный продукт должен остаться экологичным (так у тканей с отделкой Пробан уровень формальдегида не превышает 100 мкг/г при норме не более 300 мкг/г).

Очень часто азиатские производители улучшают огнестойкость ткани пропитками с высоким содержанием формальдегида.

Хлопковые и хлопко-смесовые ткани высокого качества с хорошим уровнем крашения и надежным производством по приданию огнестойких свойств могут составить альтернативу арамидным тканям. Но у всего есть свои преимущества и недостатки.

Какую ткань выбрать

В ближайшее время нашу страну ждет переход на систему оценки профессиональных рисков в охране и безопасности труда. Выбор ткани для спецодежды будет зависеть от оценки рисков на предприятии.

Кроме этого, необходимо будет оценить комфорт предлагаемой спецодежды и, конечно, цену предлагаемого продукта.

Сейчас мы наблюдаем, что энергетическая отрасль использует, в основном, ткани из арамидных волокон. В то же время, нефтегазодобывающая отрасль делает акцент на использовании огнезащитных хлопковых тканей, за исключением НК «Роснефть», где преобладают арамидные ткани. НК «Роснефть» 3 года назад приняла решение покупать спецодежду с высокими огнестойкими и прочностными свойствами, которые дают арамидные ткани.

Читайте также: Воспаление ткани около мочевого пузыря латынь

Общего подхода к выбору огнестойких тканей сейчас нет. Главное, по нашему мнению, огнестойкие ткани должны соответствовать ТР ТС, действующим ГОСТам, быть комфортными в носке и сохранять свои свойства на протяжении всего срока эксплуатации. К сожалению, мы часто наблюдаем, что цена является основным критерием выбора спецодежды. Данный подход несет большие риски для работающего человека.

Основными достоинствами арамидных тканей являются высокие физико-механические показатели прочности (при небольшом весе) и высокие показатели по огнезащите и защите от термических рисков. Невысокая поверхностная плотность арамидных тканей не позволяет выдерживать показатель по прожигаемости, столь важный при сварке, поэтому в ней они используются редко.

Кроме того, хлопковая ткань обладает более высокими гигиеническими свойствами. При условии выбора надежного и качественного производителя огнестойкие хлопковые ткани способны дать достаточную защиту, в то время как арамидные – избыточную, за которую не стоит переплачивать. Остается вопрос, а какая защита достаточна? Чтобы ответить на него, каждое предприятие должно оценить профессиональные риски и сделать свой выбор.

Компания выбирает тот уровень защиты и качества, который соответствует уровню рисков. Например, для фактора риска случайных кратковременных возгораний арамидные ткани являются избыточным уровнем защиты, а для защиты от термических рисков электрической дуги или тушения пожаров – крайне необходимым.

Для спецодежды сварщиков используется три типа тканей из 100% хлопка в трех весах: от 350 г до 500 г, в зависимости от классификации сварочных работ, по ГОСТ 12.4.250-2019

С учетом нового ГОСТ 12.4.250-2019 веса в 350 гр на первый класс сварки уже недостаточно в связи с ужесточением требований к физико-механическим показателям, а именно к увеличению раздирающей нагрузки.

При испытаниях тканей для костюма сварщика, помимо огнестойких свойств (ограничения распространения пламени), сейчас проверяются прожигаемость ткани (для 2 и 3 классов) и устойчивость к каплям расплавленного металла (для 1 класса). Чем плотнее ткань, тем выше стойкость к прожигаемости. И для спецодежды сварщика 1 класса, как правило, используется ткань плотностью 340 г/м², для 2 класса – 450-500 г/м². А в нефтегазовом секторе прочно обосновались огнестойкий 100% хлопок 270-300 г/м² и смесовая ткань хлопок с полиамидом 240 г/м².

Сейчас в основном используются арамидные ткани плотностью 150, 180 и 210 г/м².

Одной из мировых тенденций сейчас является снижение веса используемых огнестойких арамидных тканей. В связи с этим сейчас набирают популярность смесовые ткани с использованием арамидов и других волокон.

Очевидно, что на данный момент наблюдается определенная унификация продуктов в различных отраслях, конкуренты начинают выпускать однотипные продукты, конкурирующие чаще всего ценой (остальные «внешние» показатели у всех одинаковы – плотность, состав, наличие базовых свойств). Но гонка за ценой часто серьезно влияет на качество и надежность.

За счет чего производитель может удешевлять хлопковые огнестойкие ткани? Только за счет экономии на качественной химии, пряже, изменениях технологии крашения. В результате надежность таких тканей вызывает сомнения.

Отсюда следует вывод: необходимо тщательно оценивать уровни рисков на предприятии, не гнаться за максимально бюджетной ценой на рынке, но и не переоценивать потенциальные угрозы, т.к. избыточные огнестойкие свойства тканей и костюмов могут «мешать» достигать других важных характеристик тканей.

Изменение законодательства РФ – переход на риск-ориентированную систему в охране труда, который мы ждем в следующем году, – заставит предприятия изменить подход к оценке рисков.

Именно поэтому стоит отметить, что не только огнестойкие свойства имеют значение при выборе тканей.

Работник постоянно сталкивается с разными рисками, не только термическими. Забота о здоровье сотрудников, работающих зимой и летом во вредных и опасных условиях, требует использования тканей не только с защитой от терморисков, но и с защитой от других вредных факторов. Сейчас в мире популярен тренд на использование мультизащитных тканей.

Стоит присмотреться к мультизащитным тканями для зимних костюмов:

• 1-3-й индекс огнезащиты (достаточен на большинстве предприятий нефтегазовой отрасли);
• защита от статического электричества;
• защита от пониженной видимости (ни хлопковые, ни арамидные ткани не дают защиту такого высокого качества, как 100% полиэфир);
• масло-нефте-водоотталкивание;
• высокая прочность;
• защита от осадков и влаги;
• защита от ветра;
• пароотведение.

Ткани со всеми перечисленными свойствами постепенно набирают популярность. Сейчас мультизащитные ткани уже используются предприятиями «Газпромнефти». Компания «Восток-Сервис» включила в каталог костюм из мультизащитной огнестойкой ткани «Баррель». Потребитель начинает задумываться не только о привычном уровне защиты на своем предприятии, но и об элементарном комфорте своих сотрудников, который им дает использование тканей с пониженным весом и с хорошим отведением влаги.

Наше предприятие уделяет большое внимание обучению и донесению информации до потребителя огнестойких и мультизащитных тканей.

Заинтересованные лица могут ознакомиться с материалами на сайте и посетить наше производство в рамках виртуальной экскурсии.

(10 оценок, среднее: 4,50 из 5)

⌛ Нет времени на web-сайты? Попробуйте наш Telegram и не забудьте про Instagram, Facebook, Вк и Twitter

• Свежие записи
  • Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
  • Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
  • Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
  • Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
  • Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом