Các loại dây thuyền sợi hữu cơ là gì?

2023-11-30 02:45:51

Dây Aramid có đặc tính cơ học ở nhiệt độ cao vượt trội và phù hợp với các ứng dụng ở nhiệt độ cao. So với aramid, sợi polyarylate có khả năng chống rão tuyệt vời và phù hợp với điều kiện tải trọng lâu dài. Dây polyetylen có trọng lượng phân tử cực cao có độ bền kéo rất tốt nhưng rất nhạy cảm với nhiệt độ và tải trọng cao. Sợi polyimide có khả năng chống bức xạ và ổn định nhiệt vượt trội, là một trong những vật liệu lý tưởng để thay thế aramid. Các đặc tính hiệu suất của bốn loại sợi hữu cơ hiệu suất cao đảm bảo đáp ứng nhu cầu về vật liệu sợi cho Dây bện.

Tên đầy đủ của sợi polyarylate là sợi polyarylate tinh thể lỏng (LCP), được tạo ra từ phản ứng trùng hợp ngưng tụ của axit 4-hydroxybenzoic và axit 2-hydroxy-6-naphthoic. So với aramid, sợi polyarylate có khả năng chống rão và ổn định hóa học tuyệt vời. Sợi polyarylate đã được sử dụng trong các túi khí đệm khi hạ cánh của xe tự hành Spirit và Opportunity Mars cũng như dây phanh hạ cánh của xe tự hành Curiosity Mars. Trong tương lai, nó dự kiến ​​sẽ được sử dụng trong các thiết bị thám hiểm sao Hỏa như bộ quần áo sao Hỏa, bộ giảm tốc hạ cánh bơm hơi và mô-đun cư trú. Tuy nhiên, sợi polyarylate sẽ bị suy giảm hiệu suất đáng kể sau khi bị chiếu xạ bởi tia cực tím, điều này hạn chế ứng dụng của chúng trong các cấu trúc bơm hơi trong không gian như khí cầu tầng bình lưu.

Tên đầy đủ của sợi aramid là sợi polyamit thơm. Ưu điểm nổi bật của dây aramid là vẫn duy trì được tính chất cơ học tuyệt vời ở nhiệt độ cao 170 độ C. Vật liệu composite được gia cố bằng aramid có thể được sử dụng trong các mái vòm radar, bộ phận tạo tên lửa, vỏ động cơ, v.v. để giảm chất lượng kết cấu một cách hiệu quả đồng thời cải thiện hiệu suất. Tuy nhiên, độ bền liên kết giao diện giữa sợi aramid và ma trận nhựa hoặc cao su cần phải được cải thiện và sự biến đổi hợp tác bằng huyết tương, enzyme sinh học và các phương pháp khác là một trong những hướng phát triển chính trong tương lai.

Sợi polyimide (PI) chủ yếu được tổng hợp từ hai monome: dianhydride và diamine. Phân tử chứa một số lượng lớn các nhóm thơm được kết nối với liên kết imide. Vì vậy, sợi polyimide có độ ổn định nhiệt tuyệt vời. , khả năng chống bức xạ và đặc tính cách điện, thường được sử dụng trong vật liệu cách nhiệt nhẹ, vật liệu kết cấu và vật liệu bảo vệ bức xạ, v.v. Trong những năm gần đây, với sự phát triển của sợi PI cường độ cao và mô đun cao, độ bền và mô đun của nó vượt trội hơn sợi aramid và nó có tiềm năng ứng dụng rất lớn trong các cấu trúc chịu tải của tàu vũ trụ.

Sợi polyetylen có trọng lượng phân tử cực cao (UHMWPE) được trùng hợp từ monome polyetylen, có khối lượng phân tử tương đối từ 3,5 triệu đến 7,5 triệu. Mật độ sợi UHMWPE chỉ 0,97 g/cm3 và cường độ riêng của nó có thể đạt tới 370cN/tex. Nó hiện là sợi hữu cơ có độ bền riêng cao nhất. Sợi UHMWPE thường được sử dụng trong vật liệu chống đạn nhẹ và dây thừng biển. Do lực yếu giữa các chuỗi phân tử nên dễ bị biến dạng dưới nhiệt độ cao và ngoại lực. Do đó, việc biến đổi độ dão của dây thừng hàng hải bằng polyetylen có trọng lượng phân tử cực cao là một trong những điểm nóng nghiên cứu trong những năm gần đây.

Dây sợi hiệu suất cao có tính chất vật lý và hóa học đặc biệt và đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực quốc phòng, công nghiệp quân sự, hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác. Chúng là một vật liệu chiến lược quan trọng. Theo thành phần hóa học khác nhau, dây sợi hiệu suất cao có thể được chia thành hai loại: vô cơ và hữu cơ. So với sợi vô cơ được đại diện bởi sợi carbon, sợi hữu cơ có khả năng chống mài mòn và khả năng dệt tốt hơn. Vì vậy, hầu hết các dây thừng đều được làm từ sợi hữu cơ. Dây sợi hiệu suất cao hữu cơ chủ yếu bao gồm sợi thơm được thể hiện bằng sợi aramid, polyarylate và polyimide và olefin được thể hiện bằng dây polyetylen có trọng lượng phân tử cực cao.