Ποιοι είναι οι τύποι σχοινιών σκαφών από οργανικές ίνες;

2023-11-30 02:45:51

Το σχοινί Aramid έχει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες υψηλής θερμοκρασίας και είναι κατάλληλο για σενάρια εφαρμογής σε υψηλές θερμοκρασίες. Σε σύγκριση με το αραμίδιο, η πολυαρυλική ίνα έχει εξαιρετική αντοχή στον ερπυσμό και είναι κατάλληλη για μακροχρόνιες συνθήκες φορτίου. Το σχοινί πολυαιθυλενίου εξαιρετικά μεγάλου μοριακού βάρους έχει πολύ εξαιρετική αντοχή σε εφελκυσμό, αλλά είναι πολύ ευαίσθητο σε υψηλές θερμοκρασίες και φορτία. Οι ίνες πολυιμιδίου έχουν εξαιρετική αντοχή στην ακτινοβολία και θερμική σταθερότητα και είναι ένα από τα ιδανικά υλικά για αντικατάσταση του αραμιδίου. Τα χαρακτηριστικά απόδοσης τεσσάρων οργανικών ινών υψηλής απόδοσης παρέχουν εγγύηση για την κάλυψη των αναγκών σε ινώδη υλικά για πλεκτά σχοινιά.

Η πλήρης ονομασία της πολυαρυλικής ίνας είναι πολυαρυλική ίνα υγρών κρυστάλλων (LCP), η οποία παράγεται από τον πολυμερισμό συμπύκνωσης του 4-υδροξυβενζοϊκού οξέος και του 2-υδροξυ-6-ναφθοϊκού οξέος. Σε σύγκριση με το αραμίδιο, οι πολυαρυλικές ίνες έχουν εξαιρετική αντοχή σε ερπυσμό και χημική σταθερότητα. Οι πολυαρυλικές ίνες έχουν χρησιμοποιηθεί στους αερόσακους προσγείωσης των ρόβερ Spirit και Opportunity Mars και στα σχοινιά φρένων προσγείωσης του ρόβερ Curiosity Mars. Στο μέλλον, αναμένεται να χρησιμοποιηθεί σε εξοπλισμό εξερεύνησης του Άρη, όπως στολές Mars, φουσκωτούς μειωτήρες προσγείωσης και μονάδες κατοικίας. Ωστόσο, οι πολυαρυλικές ίνες θα υποστούν σημαντική υποβάθμιση της απόδοσης αφού ακτινοβοληθούν από τις υπεριώδεις ακτίνες, γεγονός που περιορίζει την εφαρμογή τους σε διαστημικές φουσκωτές δομές όπως τα αερόπλοια της στρατόσφαιρας.

Το πλήρες όνομα της ίνας αραμιδίου είναι αρωματικές ίνες πολυαμιδίου. Το εξαιρετικό πλεονέκτημα του σχοινιού αραμιδίου είναι ότι εξακολουθεί να διατηρεί εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες σε υψηλή θερμοκρασία 170 βαθμών Κελσίου. Τα σύνθετα υλικά ενισχυμένα με αραμίδια μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ραντάρ ραντάρ, φέρινγκ πυραύλων, περιβλήματα κινητήρα κ.λπ. για να μειώσουν αποτελεσματικά τη δομική ποιότητα ενώ βελτιώνουν την απόδοση. Ωστόσο, η ισχύς σύνδεσης διεπαφής μεταξύ της ίνας αραμιδίου και της ρητίνης ή της μήτρας από καουτσούκ πρέπει να βελτιωθεί και η συνεργατική τροποποίηση με πλάσμα, βιολογικά ένζυμα και άλλες μεθόδους είναι μία από τις κύριες κατευθύνσεις ανάπτυξης στο μέλλον.

Η ίνα πολυιμιδίου (PI) συντίθεται κυρίως από δύο μονομερή: τον διανυδρίτη και τη διαμίνη. Το μόριο περιέχει μεγάλο αριθμό αρωματικών ομάδων που συνδέονται με δεσμούς ιμιδίου. Επομένως, η ίνα πολυιμιδίου έχει εξαιρετική θερμική σταθερότητα. , αντοχή στην ακτινοβολία και ιδιότητες διηλεκτρικής μόνωσης, που χρησιμοποιούνται συχνά σε ελαφριά μονωτικά υλικά διαστημικού σκάφους, δομικά υλικά και υλικά προστασίας από την ακτινοβολία, κ.λπ.

Η ίνα πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους (UHMWPE) πολυμερίζεται από μονομερές πολυαιθυλενίου, με σχετική μοριακή μάζα μεταξύ 3,5 και 7,5 εκατομμυρίων. Η πυκνότητα ινών UHMWPE είναι μόνο 0, 97 g/κυβικό εκατοστό και η ειδική δύναμή της μπορεί να φτάσει τα 370cN/tex. Αυτή τη στιγμή είναι μια οργανική ίνα με την υψηλότερη ειδική αντοχή. Η ίνα UHMWPE χρησιμοποιείται συχνά σε ελαφριά αλεξίσφαιρα υλικά και θαλάσσια σχοινιά. Λόγω της ασθενής δύναμης μεταξύ των μοριακών αλυσίδων του, είναι εύκολο να παραμορφωθεί υπό υψηλή θερμοκρασία και εξωτερική δύναμη. Ως εκ τούτου, η τροποποίηση ερπυσμού των θαλάσσιων σχοινιών από πολυαιθυλένιο εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους ήταν ένα από τα ερευνητικά hotspot τα τελευταία χρόνια.

Τα σχοινιά ινών υψηλής απόδοσης έχουν ειδικές φυσικές και χημικές ιδιότητες και παίζουν σημαντικό ρόλο στους τομείς της εθνικής άμυνας, της στρατιωτικής βιομηχανίας, της αεροδιαστημικής και άλλων τομέων. Αποτελούν σημαντικό στρατηγικό υλικό. Σύμφωνα με διαφορετικές χημικές συνθέσεις, τα σχοινιά ινών υψηλής απόδοσης μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: ανόργανα και οργανικά. Σε σύγκριση με τις ανόργανες ίνες που αντιπροσωπεύονται από ίνες άνθρακα, οι οργανικές ίνες έχουν καλύτερη αντοχή στη φθορά και υφαντότητα. Ως εκ τούτου, τα περισσότερα σχοινιά είναι κατασκευασμένα από οργανικές ίνες. Τα οργανικά σχοινιά ινών υψηλής απόδοσης περιλαμβάνουν κυρίως αρωματικές ίνες που αντιπροσωπεύονται από αραμίδιο, πολυαρυλικό και πολυιμίδιο και ίνες ολεφίνης που αντιπροσωπεύονται από σχοινιά πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους.