انواع پلی آمید الیاف دار

پلی آمیدهای الیاف دار می توانند توسط نوع الیاف استفاده شده در آن ها به 3 دسته تقسیم شوند:

1- پلی آمید با الیاف شیشه 

این نوع پلی آمیدها با مخلوط کردن شن سیلیکا، سنگ آهک و اسید فولیک به وجود می آیند. این مخلوط حرارت می بیند تا در دمای 1260 درجه ذوب شود. شیشه ی ذوب شده سپس از سوراخ هایی در یک ظرف پلاتینیومی عبور می کند. مذاب شیشه سرد شده، جمع آوری شده و بریده می شود. سپس الیاف به شکل های مختلفی بافته می شوند تا در ترکیب ها از آن ها استفاده شود.

الیاف از نوع فابرگلس به دلیل عایق بودن در برابر الکتریسیته، حساسیت کم نسبت به رطوبت و خواص مکانیکی مناسب به عنوان عمده ترین الیاف استفاده شده در پلی آمیدهای الیاف دار شناخته می شوند. اما این نوع وزن بیشتری نسبت به الیاف کربنی و آرامیدی دارند. این الیاف تا دمای 180 درجه ی سانتی گراد قابل استفاده هستند.

2- پلی آمید با الیاف کربن

الیاف کربنی انعطاف پذیری بالایی دارند. این الیاف آب را به خود جذب نمی کنند و در مقابل بسیاری از محلول های شیمیایی مقاوم هستند. پلی آمید الیاف دار کربنی در مقابل فرسایش بسیار مقاوم است و هیچگونه وارفتگی در آن دیده نمی شود.

الیاف کربنی به طور عمده با مقاومت حرارتی بالایی ساخته می شوند و تا 400 درجه ی فارنهایت می توانند مورد استفاده قرار بگیرند. همچنین این پلی آمیدها نسبتا سبک هستند.

3-پلی آمید با الیاف آرامید

آرامید مخفف پلی آمید آروماتیک است. معروف ترین برند سازنده ی الیاف آرامیدی Kevlar است. این الیاف انعطاف پذیری کمتری نسبت به الیاف کربنی دارند. تحمل آرامید در برابر از هم گسیختگی زیاد است، بنابراین این الیاف برای لباس های ضد گلوله مورد استفاده قرار می گیرند.

از خصوصیات پلی آمید الیاف دار از نوع آرامید می توان به مقاومت بالا نسبت به حرارت، قابلیت اشتعال ضعیف و مقاومت در برابر حلال های آلی اشاره کرد. الیاف آرامیدی استحکام خود را از پیوندهای نسبتا کوتاه بین مولکول هایشان می گیرند. پلی آمید الیاف دار آرامیدی در 500 درجه ی سانتی گراد، دیگر قابل استفاده نیست.پر کاربردترین پلی آمیدهای الیاف دار کدام ها هستند و چرا از بقیه پر کاربردترند؟

بیشترین اسامی که در زمینه ی پلی آمیدهای الیاف دار خواهید شنید، پلی آمید 66 الیاف دار و پلی آمید 6 الیاف دار هستند.پلی آمید 66 الیاف دار و پلی آمید 6 الیاف دار رایج ترین پلی آمیدهای به کار برده شده در صنایع پارچه و پلاستیک هستند. پلی آمید 66 از دو مونومر که هر یک 6 اتم کربن دارند ساخته شده است.

پلی آمید یا نایلون 66 اغلب زمانی استفاده می شود که به ماده ای با مقاومت مکانیکی بالا، پایداری خوب در برابر حرارت و استحکام و مقاومت شیمیایی زیاد نیاز است. از این پلی آمید الیاف دار در پارچه، فرش و قطعات ریخته گری استفاده می شود.قابلیت اشتعال پلی آمید 66 الیاف دار می تواند با استفاده از محصولات بدون هالوژن کاهش یابد.

پلی آمید 6 الیاف دار یک پلیمر نیمه بلوری است. الیاف نایلون 6 سخت هستند، مقاومت بالایی نسبت به کشیدگی دارند و در برابر الکتریسیته و نور مقاوم هستند. پلی آمید 6 الیاف دار همچنین بسیار در مقابل ساییدگی و مواد شیمیایی مثل اسیدها و آلکیل ها مقاوم است.در حال حاضر پلی آمید 6 الیاف دار یکی از مهم ترین مواد در بسیاری از صنعت ها مثل صنعت خودرو، هوا فضا، برق، لباس و داروسازی است. تقاضای سالانه ی اروپا برای پلی آمیدها به 1 میلیون تن می رسد.

تفاوت انواع مختلف پلی آمیدهای الیاف دار در چیست؟

الیاف کربنی 75 درصد سبک تر از فولاد، 45 درصد سبک تر از آلومینیوم و حدود 15 درصد سبک تر از الیاف فابرگلس است. الیاف آرامیدی نیز از الیاف فایبرگلس سبک تر هستند. طبیعت الیاف کربنی این است که بسیار سبک، محکم و انعطاف ناپذیرند، از این رو بیشتر محصولاتی که عملکردشان با وزن زیاد تحت تأثیر قرار می گیرد، از پلی آمید الیاف دار کربنی تهیه می شوند.

الیاف کربنی و الیاف شیشه هر دو بسیار محکم هستند و نسبت به وزن خود استحکام زیادی دارند. اما نسبت استحکام به وزن الیاف کربنی و الیاف آرامیدی دو برابر الیاف شیشه است. بنابراین در جاهایی که انعطاف پذیری کمی لازم است، پلی آمید الیاف دار از نوع کربنی و آرامیدی انتخاب های بهتری هستند.

به طور کلی پلی آمیدهای الیاف دار ضریب انبساط گرمایی کمی دارند و در برابر حرارت مقاوم هستند، اما تحقیقات نشان می دهند زمانی که دما کاهش می یابد، الیاف کربنی، کمی انبساط می یابند. پلی آمیدهای الیاف دار آمیدی در برابر گرما بسیار مقاوم هستند، در حدی که از آن ها برای لباس و پارچه های مقاوم در برابر آتش استفاده می شود.

کاربردهای مختلف پلی آمیدهای الیاف دار

در این بخش به برخی از صنایعی که پلی آمید الیاف دار در آن کاربرد دارد می پردازیم.

صنعت خودرو

در صنعت خودرو ماده ای که نسبت استحکام به وزن آن زیاد باشد بسیار ارزشمند است. پلی آمید الیاف دار می تواند به عنوان جایگزین فلزها در بدنه ی اتومبیل ها، کامیون ها و تریلرها استفاده شود. این مواد که نقطه شکست بالاتری از فولاد دارند و در عین سختی و استحکام سبک هستند موجب مصرف سوخت بهتر خودرو نیز می شوند. حدود یک سوم از کاربردهای پلی آمید الیاف دار در این صنعت متمرکز هستند.

صنعت ساختمان سازی

بیش از 20 درصد پلی آمیدهای الیاف دار در صنعت ساختمان سازی، به ویژه در پل ها و جاده ها، استفاده می شوند. ممکن است از این پلی آمیدها استفاده شود تا سازه های موجود را بازسازی کنند و ظرفیت بارگیری آن ها را افزایش دهند یا آسیب های وارد شده به آن ها را جبران کنند. این کار می تواند بسیار به صرفه جویی در هزینه کمک کند.

پلی آمیدهای الیاف دار همچنین استفاده می شود تا سازه های مربوط به جاده ها مثل حفاظ ها، علائم ایمنی، عرشه ی پل ها و همچنین لوله کشی گاز و آب و بسیاری از سازه های دیگر تولید شوند.

صنعت هوافضا

در حال حاضر پلی آمید الیاف دار به میزان 0.6 درصد در صنعت هوافضا کاربرد دارد، اما با توسعه ی بیشتر این زمینه و نیاز به هزینه های زیست محیطی کم تر، نیاز صنعت هوافضا به این پلی آمیدها بیشتر خواهد شد.پلی آمید الیاف دار از نوعی کربن که موجب آسان کردن تولید بخش های ریخته گری پیچیده می شود و می تواند تعداد بخش ها را تا 95 درصد کاهش دهد، تشکیل می شود.

این پلی آمید موجب راحت تر شدن، سریع تر شدن و ارزان تر شدن تولید در مقایسه با موادی مثل فولاد یا آلومینیوم می شود. بسیاری از هواپیماهای غول پیکر و مدرن امروزی حداقل 50 درصد از قطعاتشان از پلی آمید الیاف دار ساخته شده است. برای بال های هلیکوپتر ها نیز به طور عمده از این پلیمرها استفاده می شود.