నాలుగు అధిక-పనితీరు గల ఫైబర్‌లలో ఒకటి: అరామిడ్ ఫైబర్

ఆరోమాటిక్ పాలిమైడ్ ఫైబర్ కు సంక్షిప్త రూపం అయిన అరామిడ్ ఫైబర్, కార్బన్ ఫైబర్, అల్ట్రా-హై మాలిక్యులర్ వెయిట్ పాలిథిలిన్ ఫైబర్ (UHMWPE), మరియు బసాల్ట్ ఫైబర్ లతో పాటు చైనాలో అభివృద్ధి కోసం ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడిన నాలుగు అధిక-పనితీరు గల ఫైబర్ లలో జాబితా చేయబడింది. సాధారణ నైలాన్ లాగానే, అరామిడ్ ఫైబర్ కూడా పాలిమైడ్ ఫైబర్ ల కుటుంబానికి చెందినది, ప్రధాన పరమాణు గొలుసులో అమైడ్ బంధాలు ఉంటాయి. ముఖ్యమైన వ్యత్యాసం బంధంలో ఉంది: నైలాన్ యొక్క అమైడ్ బంధాలు అలిఫాటిక్ సమూహాలకు అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, అయితే అరామిడ్ లు బెంజీన్ రింగులతో సంయోగం చేయబడతాయి. ఈ ప్రత్యేక పరమాణు నిర్మాణం అరామిడ్ ఫైబర్ కు చాలా అధిక అక్షసంబంధ బలాన్ని (>20cN/dtex) మరియు మాడ్యులస్ (>500GPa) ఇస్తుంది, ఇది హై-ఎండ్ కేబుల్ లను బలోపేతం చేయడానికి ఇష్టపడే పదార్థంగా చేస్తుంది.

అరామిడ్ ఫైబర్ రకాలు

అరామిడ్ ఫైబర్ప్రధానంగా పూర్తిగా సుగంధ పాలిమైడ్ ఫైబర్‌లు మరియు హెటెరోసైక్లిక్ సుగంధ పాలిమైడ్ ఫైబర్‌లను కలిగి ఉంటుంది, వీటిని ఆర్థో-అరామిడ్, పారా-అరామిడ్ (PPTA), మరియు మెటా-అరామిడ్ (PMTA)గా మరింత వర్గీకరించవచ్చు. వీటిలో, మెటా-అరామిడ్ మరియు పారా-అరామిడ్ అనేవి పారిశ్రామికీకరించబడినవి. పరమాణు నిర్మాణ దృక్కోణం నుండి, ఈ రెండింటి మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం అమైడ్ బంధం జతచేయబడిన బెంజీన్ రింగ్‌లోని కార్బన్ అణువు యొక్క స్థితిలో ఉంటుంది. ఈ నిర్మాణ వ్యత్యాసం యాంత్రిక లక్షణాలు మరియు ఉష్ణ స్థిరత్వంలో గణనీయమైన వ్యత్యాసాలకు దారితీస్తుంది.

పారా-అరామిడ్

పారా-అరామిడ్, లేదా పాలీ(p-ఫెనిలీన్ టెరెఫ్తలామైడ్) (PPTA), చైనాలో అరామిడ్ 1414 అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది లీనియర్ హై పాలిమర్, దాని అమైడ్ బంధాలలో 85% కంటే ఎక్కువ సుగంధ వలయాలతో నేరుగా అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. వాణిజ్యపరంగా అత్యంత విజయవంతమైన పారా-అరామిడ్ ఉత్పత్తులు డ్యూపాంట్ యొక్క కెవ్లార్® మరియు టెజిన్స్ ట్వారోన్®, ఇవి ప్రపంచ మార్కెట్‌ను ఆధిపత్యం చేస్తాయి. ఇది ద్రవ స్ఫటికాకార పాలిమర్ స్పిన్నింగ్ సొల్యూషన్‌ను ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేయబడిన మొట్టమొదటి ఫైబర్, ఇది అధిక-పనితీరు గల సింథటిక్ ఫైబర్‌ల కొత్త యుగానికి నాంది పలికింది. యాంత్రిక లక్షణాల పరంగా, దాని తన్యత బలం 3.0–3.6 GPa, సాగే మాడ్యులస్ 70–170 GPa మరియు బ్రేక్ వద్ద పొడుగు 2–4%కి చేరుకుంటుంది. ఈ అసాధారణ లక్షణాలు ఆప్టికల్ కేబుల్ రీన్‌ఫోర్స్‌మెంట్, బాలిస్టిక్ ప్రొటెక్షన్ మరియు ఇతర రంగాలలో దీనికి భర్తీ చేయలేని ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి.

మెటా-అరామిడ్

మెటా-అరామిడ్, లేదా పాలీ(m-ఫెనిలిన్ ఐసోఫ్తలామైడ్) (PMTA), చైనాలో అరామిడ్ 1313 అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది ఒక ప్రముఖ అధిక-ఉష్ణోగ్రత-నిరోధక సేంద్రీయ ఫైబర్. దీని పరమాణు నిర్మాణంలో మెటా-ఫెనిలిన్ రింగులను అనుసంధానించే అమైడ్ సమూహాలు ఉంటాయి, ఇవి 3D నెట్‌వర్క్‌లో బలమైన ఇంటర్‌మోలిక్యులర్ హైడ్రోజన్ బంధాల ద్వారా స్థిరీకరించబడిన జిగ్‌జాగ్ లీనియర్ గొలుసును ఏర్పరుస్తాయి. ఈ నిర్మాణం ఫైబర్‌కు అద్భుతమైన జ్వాల రిటార్డెన్సీ, ఉష్ణ స్థిరత్వం మరియు రేడియేషన్ నిరోధకతను అందిస్తుంది. ఒక సాధారణ ఉత్పత్తి డ్యూపాంట్ యొక్క నోమెక్స్®, ఇది 28–32 పరిమితి ఆక్సిజన్ ఇండెక్స్ (LOI), దాదాపు 275°C గాజు పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత మరియు 200°C కంటే ఎక్కువ నిరంతర సేవా ఉష్ణోగ్రతతో ఉంటుంది, ఇది అగ్ని-నిరోధక కేబుల్‌లు మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత ఇన్సులేషన్ పదార్థాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

అరామిడ్ ఫైబర్ యొక్క అత్యుత్తమ లక్షణాలు

అరామిడ్ ఫైబర్ అల్ట్రా-హై బలం, అధిక మాడ్యులస్, ఉష్ణ నిరోధకత, ఆమ్లం మరియు క్షార నిరోధకత, తక్కువ బరువు, ఇన్సులేషన్, వృద్ధాప్య నిరోధకత, దీర్ఘ జీవిత చక్రం, రసాయన స్థిరత్వం, దహన సమయంలో కరిగిన బిందువులు లేకపోవడం మరియు విషరహిత వాయు ఉద్గారాలను అందిస్తుంది. కేబుల్ అప్లికేషన్ దృక్కోణం నుండి, పారా-అరామిడ్ ఉష్ణ నిరోధకతలో మెటా-అరామిడ్‌ను అధిగమిస్తుంది, -196 నుండి 204°C నిరంతర సేవా ఉష్ణోగ్రత పరిధి మరియు 500°C వద్ద కుళ్ళిపోవడం లేదా కరగడం లేదు. పారా-అరామిడ్ యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన లక్షణాలలో అల్ట్రా-అధిక బలం, అధిక మాడ్యులస్, ఉష్ణ నిరోధకత, రసాయన నిరోధకత మరియు తక్కువ సాంద్రత ఉన్నాయి. దీని బలం 25 గ్రా/డిటెక్స్‌ను మించిపోయింది—అధిక-నాణ్యత ఉక్కు కంటే 5 నుండి 6 రెట్లు, ఫైబర్‌గ్లాస్ కంటే 3 రెట్లు మరియు అధిక-బలం నైలాన్ పారిశ్రామిక నూలు కంటే రెండు రెట్లు. దీని మాడ్యులస్ ఉక్కు లేదా ఫైబర్‌గ్లాస్ కంటే 2-3 రెట్లు మరియు అధిక-బలం నైలాన్ కంటే 10 రెట్లు ఎక్కువ. ఇది ఉక్కు తీగ కంటే రెండు రెట్లు గట్టిగా ఉంటుంది మరియు కేవలం 1/5 వంతు బరువు మాత్రమే ఉంటుంది, ఇది ఆప్టికల్ కేబుల్స్, జలాంతర్గామి కేబుల్స్ మరియు ఇతర హై-ఎండ్ కేబుల్ రకాలలో ఉపబలంగా ఉపయోగించడానికి బాగా సరిపోతుంది.

అరామిడ్ ఫైబర్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలు

మెటా-అరామిడ్ అనేది సాధారణ పాలిస్టర్, కాటన్ లేదా నైలాన్ కంటే ఎక్కువ బ్రేకింగ్ బలం కలిగిన ఫ్లెక్సిబుల్ పాలిమర్. ఇది అధిక పొడుగు రేటు, మృదువైన చేతి అనుభూతి, మంచి స్పిన్నబిలిటీని కలిగి ఉంటుంది మరియు చిన్న ఫైబర్‌లు లేదా వివిధ డెనియర్‌ల తంతువులుగా ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. దీనిని ప్రామాణిక వస్త్ర యంత్రాలను ఉపయోగించి బట్టలు మరియు నాన్‌వోవెన్‌లుగా తిప్పవచ్చు మరియు వివిధ పరిశ్రమల రక్షణ దుస్తుల అవసరాలను తీర్చడానికి ప్రాసెస్ చేయవచ్చు. విద్యుత్ ఇన్సులేషన్‌లో, మెటా-అరామిడ్ యొక్క జ్వాల-నిరోధకత మరియు వేడి-నిరోధక లక్షణాలు ప్రత్యేకంగా నిలుస్తాయి. 28 కంటే ఎక్కువ LOIతో, ఇది మంటను విడిచిపెట్టిన తర్వాత మండుతూనే ఉండదు. దీని జ్వాల నిరోధకత దాని రసాయన నిర్మాణంలో అంతర్లీనంగా ఉంటుంది, ఇది శాశ్వతంగా జ్వాల-నిరోధకతను కలిగిస్తుంది - వాషింగ్ లేదా దీర్ఘకాలిక ఉపయోగం కారణంగా పనితీరు నష్టానికి నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. మెటా-అరామిడ్ అద్భుతమైన ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది, 205°C వద్ద నిరంతర ఉపయోగం మరియు 205°C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా బలాన్ని బలంగా నిలుపుకుంటుంది. దీని కుళ్ళిపోయే ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఇది అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కరగదు లేదా బిందువుగా ఉండదు, 370°C కంటే ఎక్కువ కార్బోనైజ్ చేయడం ప్రారంభిస్తుంది. ఈ లక్షణాలు అధిక-ఉష్ణోగ్రత లేదా అగ్ని-నిరోధక కేబుల్‌లలో ఇన్సులేషన్ మరియు బలోపేతం చేయడానికి అనువైనవిగా చేస్తాయి.

అరామిడ్ ఫైబర్ యొక్క రసాయన స్థిరత్వం

మెటా-అరామిడ్ చాలా రసాయనాలు మరియు సాంద్రీకృత అకర్బన ఆమ్లాలకు అద్భుతమైన నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది, అయితే ఇది సాంద్రీకృత సల్ఫ్యూరిక్ మరియు నైట్రిక్ ఆమ్లాలకు సున్నితంగా ఉంటుంది. ఇది గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద కూడా మంచి క్షార నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది.

అరామిడ్ ఫైబర్ యొక్క రేడియేషన్ నిరోధకత

మెటా-అరామిడ్ అసాధారణమైన రేడియేషన్ నిరోధకతను ప్రదర్శిస్తుంది. ఉదాహరణకు, 1.2×10⁻² W/cm² అతినీలలోహిత కాంతి మరియు 1.72×10⁸ రాడ్ గామా కిరణాలకు ఎక్కువ కాలం బహిర్గతం అయినప్పుడు, దాని బలం మారదు. ఈ అత్యుత్తమ రేడియేషన్ నిరోధకత దీనిని అణు విద్యుత్ కేంద్రాలు మరియు అంతరిక్ష నౌకలలో ఉపయోగించే కేబుల్‌లకు ప్రత్యేకంగా అనుకూలంగా చేస్తుంది.

అరామిడ్ ఫైబర్ యొక్క మన్నిక

మెటా-అరామిడ్ అద్భుతమైన రాపిడి మరియు రసాయన నిరోధకతను కూడా ప్రదర్శిస్తుంది. 100 వాష్‌ల తర్వాత, దేశీయంగా ఉత్పత్తి చేయబడిన మెటా-అరామిడ్‌తో తయారు చేయబడిన ఫాబ్రిక్ దాని అసలు కన్నీటి బలాన్ని 85% కంటే ఎక్కువ నిలుపుకుంటుంది. కేబుల్ అప్లికేషన్లలో, ఈ మన్నిక దీర్ఘకాలిక యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ పనితీరు స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.

అరామిడ్ ఫైబర్ యొక్క అప్లికేషన్లు

అరామిడ్ ఫైబర్ దాని అద్భుతమైన యాంత్రిక లక్షణాలు, అధిక-ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత మరియు రసాయన స్థిరత్వం కారణంగా చైనా యొక్క ఏరోస్పేస్, ఆటోమోటివ్, ఎలక్ట్రోమెకానికల్, నిర్మాణం మరియు క్రీడా పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది అధిక-పనితీరు గల పరిశ్రమల భవిష్యత్తు అభివృద్ధికి కీలకమైన పదార్థంగా పరిగణించబడుతుంది. ముఖ్యంగా, కమ్యూనికేషన్ ఆప్టికల్ కేబుల్స్, పవర్ కేబుల్స్, అధిక-ఉష్ణోగ్రత-నిరోధక కేబుల్స్, జలాంతర్గామి కేబుల్స్ మరియు స్పెషాలిటీ కేబుల్స్ రంగాలలో అరామిడ్ భర్తీ చేయలేని పాత్రను పోషిస్తుంది.

అంతరిక్ష మరియు సైనిక రంగాలు

అరామిడ్ ఫైబర్ తక్కువ సాంద్రత, అధిక బలం మరియు అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. ఇది రాకెట్ మోటార్ కేసింగ్‌లు మరియు బ్రాడ్‌బ్యాండ్ రాడోమ్ నిర్మాణాలు వంటి ఏరోస్పేస్ వాహనాల నిర్మాణ భాగాలలో విస్తృతంగా వర్తించబడుతుంది. దీని మిశ్రమ పదార్థాలు అద్భుతమైన ప్రభావ నిరోధకత మరియు విద్యుదయస్కాంత తరంగ పారదర్శకతను ప్రదర్శిస్తాయి, విమాన బరువును గణనీయంగా తగ్గిస్తాయి మరియు భద్రతను పెంచుతాయి. రక్షణ రంగంలో, అరామిడ్‌ను బుల్లెట్‌ప్రూఫ్ దుస్తులు, శిరస్త్రాణాలు మరియు పేలుడు-నిరోధక కంటైనర్లలో ఉపయోగిస్తారు, ఇది తరువాతి తరం తేలికైన సైనిక రక్షణకు ప్రముఖ పదార్థంగా మారుతుంది.

నిర్మాణం మరియు రవాణా రంగాలు

నిర్మాణ పరిశ్రమలో, అరామిడ్ ఫైబర్ దాని తేలికైన, వశ్యత మరియు తుప్పు నిరోధకత కారణంగా నిర్మాణాత్మక ఉపబల మరియు వంతెన కేబుల్ వ్యవస్థలకు ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది క్రమరహిత నిర్మాణాలను బలోపేతం చేయడంలో ముఖ్యంగా ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది. రవాణాలో, అరామిడ్ ఆటోమొబైల్స్ మరియు విమానాల కోసం టైర్ త్రాడు ఫాబ్రిక్‌లలో వర్తించబడుతుంది. అరామిడ్-రీన్ఫోర్స్డ్ టైర్లు అధిక బలం, పంక్చర్ నిరోధకత, వేడి నిరోధకత మరియు సుదీర్ఘ సేవా జీవితాన్ని అందిస్తాయి, ఆధునిక హై-స్పీడ్ వాహనాలు మరియు విమానాల పనితీరు డిమాండ్లను తీరుస్తాయి.

ఎలక్ట్రికల్, ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు కేబుల్ పరిశ్రమ

అరామిడ్ ఫైబర్ ముఖ్యంగా విద్యుత్, ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు వైర్ & కేబుల్ తయారీ రంగాలలో, ముఖ్యంగా ఈ క్రింది రంగాలలో ప్రముఖ అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది:

ఆప్టికల్ కేబుల్స్‌లో తన్యత సభ్యులు: అధిక తన్యత బలం మరియు మాడ్యులస్‌తో, అరామిడ్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ ఆప్టికల్ కేబుల్స్‌లో తన్యత సభ్యుడిగా పనిచేస్తుంది, సున్నితమైన ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లను ఉద్రిక్తత కింద వైకల్యం నుండి రక్షిస్తుంది మరియు స్థిరమైన సిగ్నల్ ప్రసారాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.

కేబుల్స్‌లో ఉపబల: ప్రత్యేక కేబుల్స్, జలాంతర్గామి కేబుల్స్, పవర్ కేబుల్స్ మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత-నిరోధక కేబుల్స్‌లో, అరామిడ్‌ను సాధారణంగా కేంద్ర ఉపబల మూలకం లేదా కవచ పొరగా ఉపయోగిస్తారు. మెటల్ ఉపబలాలతో పోలిస్తే, అరామిడ్ తక్కువ బరువుతో ఉన్నతమైన బలాన్ని అందిస్తుంది, కేబుల్ తన్యత బలాన్ని మరియు యాంత్రిక స్థిరత్వాన్ని బాగా పెంచుతుంది.

ఇన్సులేషన్ మరియు జ్వాల నిరోధకం: అరామిడ్ మిశ్రమాలు అద్భుతమైన విద్యుద్వాహక మరియు ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి. వీటిని కేబుల్ ఇన్సులేషన్ పొరలు, జ్వాల-నిరోధక జాకెట్లు మరియు హాలోజన్-రహిత తక్కువ-స్మోక్ షీటింగ్‌లలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు. అరామిడ్ కాగితం, ఇన్సులేటింగ్ వార్నిష్‌తో కలిపిన తర్వాత, అధిక-ఉష్ణోగ్రత-నిరోధక మోటార్లు మరియు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లలో ఉపయోగించడానికి సహజ మైకాతో కలుపుతారు.

అగ్ని నిరోధక మరియు రైలు రవాణా కేబుల్స్: అరామిడ్ ఫైబర్ యొక్క స్వాభావిక జ్వాల నిరోధకత మరియు వేడిని తట్టుకునే శక్తి దీనిని షిప్‌బోర్డ్ కేబుల్స్, రైలు రవాణా కేబుల్స్ మరియు న్యూక్లియర్-గ్రేడ్ అగ్ని నిరోధక కేబుల్స్‌లో ఉపయోగించడానికి అనువైనదిగా చేస్తాయి, ఇక్కడ భద్రతా ప్రమాణాలు కఠినంగా ఉంటాయి.

EMC మరియు లైట్ వెయిటింగ్: అరామిడ్ యొక్క అద్భుతమైన విద్యుదయస్కాంత పారదర్శకత మరియు తక్కువ విద్యుద్వాహక స్థిరాంకం దీనిని EMI షీల్డింగ్ పొరలు, రాడార్ రాడోమ్‌లు మరియు ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ ఇంటిగ్రేషన్ భాగాలకు అనుకూలంగా చేస్తాయి, విద్యుదయస్కాంత అనుకూలతను మెరుగుపరచడంలో మరియు సిస్టమ్ బరువును తగ్గించడంలో సహాయపడతాయి.

ఇతర అనువర్తనాలు

దాని అధిక సుగంధ రింగ్ కంటెంట్ కారణంగా, అరామిడ్ ఫైబర్ అత్యుత్తమ రసాయన స్థిరత్వం మరియు తుప్పు నిరోధకతను అందిస్తుంది, ఇది కఠినమైన వాతావరణాలలో సముద్ర తాళ్లు, ఆయిల్ డ్రిల్లింగ్ కేబుల్స్ మరియు ఓవర్ హెడ్ ట్రాన్స్మిషన్ ఆప్టికల్ కేబుల్స్ కు అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఇది ప్రీమియం స్పోర్ట్స్ పరికరాలు, రక్షణ గేర్ మరియు ఆటోమోటివ్ బ్రేక్ ప్యాడ్ లలో కూడా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు సీలింగ్ మరియు ఇన్సులేషన్ అప్లికేషన్లు, థర్మల్ ఇన్సులేషన్ ప్యానెల్లు మరియు ఇతర సీలింగ్ భాగాలలో ఆస్బెస్టాస్ కు పర్యావరణ అనుకూల ప్రత్యామ్నాయంగా ఎక్కువగా స్వీకరించబడుతోంది, ఇది పనితీరు మరియు పర్యావరణ భద్రత రెండింటినీ నిర్ధారిస్తుంది.