الیاف کولار[1] چیست؟

کولار نام تجاری الیاف پارا-آرامید دوپوینت است. الیاف کولار در سال 1965 کشف شد.

کولار یک لیف ارگانیک از خانوادۀ پلی آمیدهای آروماتیک است.

  الیاف کولار دارای ترکیب منحصر به فردی از استحکام بالا ، مدول بالا ، چغرمگی و پایداری حرارتی است.

 کولار برای کاربردهای صنعتی و فناوری پیشرفته توسعه یافته است.

در حال حاضر ، کولار تنوع زیادی برای طیف وسیعی از مصارف نهایی دارد.

مزایای الیاف کولار:

 مدول کششی بالاتر از سیم فولادی

استحکام ویژه در برابر شکستگی

جذب انرژی جنبشی بسیار بالا

مقاومت 4-5 برابری نسبت به فولاد

معایب الیاف کولار:

ازدیاد طول تا حد پارگی کمی دارند.

هدایت الکتریکی پایین

انقباض حرارتی پایین

فرایند تولید الیاف کولار:

P-phenylene diamine + terepthaloyl chloride

↓ (Condensation polymerization with lithium chloride with low temp)

Poly (p-phenylene terephthalamide) + HCL
↓
Liquid crystal polymer (LCP)
↓
Dry-Jet wet spinning2
↓
Drawing at more than 300 ° c at 15-20 draw ratio
↓
FDY or staple fibre of Kevlar

دو مادۀ خام ، پی فنیلین دی آمین و ترفتالوئیل کلراید به روش پلیمریزاسیون مرحله‌­ای تحت دمای پایین در حلال آلکیل آمید مانند دی متیل استامید قرار می‌­گیرند. پلیمر حاصل از این سیستم واکنشی با رسوب دهی با آب جدا شده ، خنثی شده و سپس شسته و خشک می‌­شود.

محلول پلیمر و اسید سولفوریک برای تولید الیاف یا فیلامنت­‌های کولار به روش خشک-تر ریسی به روش جت  ریسیده می­‌شوند ، پلیمر کولار قبل از رسیدن به دمای مذاب در گرما تجزیه می‌­شود ، بنابراین از روش مذاب ریسی برای تولید آن استفاده نمی­‌شود.

انواع مختلف کولار:

Kevlar - نخ تایر

 Kevlar 29- نخ­های چندمنظوره

Kevlar 49- نخ با مدول بالا

Kevlar 68  - نخ با مدول متوسط

Kevlar 100 - نخ رنگی

Kevlar 119- نخ با ازدیاد طول بالا

Kevlar 129- نخ با مقاومت زیاد

Kevlar 149 - نخ با مدول فوق العاده بالا

الیاف و فیلامنت کولار انواع گوناگونی دارند که هر کدام دارای ویژگی‌ها و عملکرد منحصر به فردی برای نیازهای حفاظتی مختلفی هستند.

کاربرد الیاف کولار:

لنت‌های ترمز

لنت­های ترمز ساخته شده از خمیر کولار  به دلیل برخورداری از پایداری حرارتی بهبودیافته و مقاومت ذاتی در برابر سایش، برای مقاومت در برابر سایش و پارگی در اثر اصطکاک مجهز هستند.

لنت‌های ترمز تقویت شده با کولار برای طول عمر بالا و ترمزگیری کاملاً ایمن طراحی شده‌اند.

واشرها

به دلیل پایداری شیمیایی و حرارتی ، تقویت واشرها با کولار به محکم و بادوام بودن واشر کمک می­‌کند.

کلاچ

کولار همچنین در کلاچ‌­هایی که تحت فشار شدید اصطکاکی قرار می­‌گیرند ، کاربرد دارد. آزمایشات نشان داده است که روکش کلاچ با کولار مانند کلاچ‌­های استاندارد نیازی به سرویس یا تعویض ندارد.

زره خودرو

کولار به عنوان یک زره سبک وزن به محافظت در برابر حملات بالستیک کمک می‌­کند و به خودروها و کامیون های سبک قدرت کنترل و تعادل بیشتری هنگام توقف­‌های چندباره حین گردش، می­‌دهد. سازمان­‌های قانونی ، شرکت­‌های امنیتی و افرادی که در محیط‌های در معرض خطر زندگی یا کار می­‌کنند ، از زره کولار برای خودروهایشان استفاده می­‌کنند.

کامپوزیت­های دریایی

تقویت کنندۀ کولار بدون کاهش قدرت در کامپوزیت دریایی و کشتی های دریایی به کاهش وزن کمک می‌­کند.

لباس ضدگلوله

لباس ضدگلوله ساخته شده از الیاف کولار آرامید برای حفاظت از جان انسان­‌ها و تجهیزات حیاتی در برابر تهدیدات بالستیک طراحی شده‌­اند ، مقاومت بالستیک کولار آرامید را می‌توان به خواص حرارتی عالی ، کریستالیتی بالا ، ساختار خوب آرایش یافته و خواص کششی بالا نسبت داد. دمای انتقال شیشه­‌ای بالا و پایداری حرارتی الیاف کولار ، عملکرد لباس ضدگلوله را در دمای نسبتاً بالا در یک حملۀ بالستیک تضمین می‌­کند.

هوانوردی ، دریایی و راه آهن

DuPont Kevlar به تولیدکنندگان صنایع هوافضا ، دریانوردی و راه آهن برای ساخت هواپیما ، کشتی و واگن های ریلی کمک می­‌کند. ویژگی‌های عملکردی کولار  می‌تواند به افزایش راندمان سوخت و کاهش هزینه های عملیاتی و تعمیر کمک کند.

تقویت قطعات خودرو

الیاف کولار به ایمنی ، عملکرد و دوام قطعات خودرو برای طیف گسترده ای از وسایل نقلیه ، از خودروهای سواری و کامیون های سبک گرفته تا اتومبیل­‌های مسابقه­‌ای حرفه­‌ای کمک می‌­کند. کولار باعث استحکام ذاتی قطعات داخلی و خارجی خودرو می‌­شود.

شلنگ و تسمه خودرو

الیاف DuPont Kevlar به ایمنی ، عملکرد و دوام قطعات خودرو مانند شلنگ خودرو و تسمه‌­های خودرو برای طیف گسترده‌ای از وسایل نقلیه ، از خودروهای سواری و کامیون‌ها تا اتومبیل‌های مسابقه‌ای حرفه‌ای کمک می‌­کند.

فیبرهای نوری

  کولار استحکام کششی بالایی دارد و به محافظت از کابل­‌های فیبر نوری در برابر فشارهای مکانیکی برای اطمینان از عملکرد مطلوب کمک می‌­کند. خواص دی الکتریک ذاتی ، وزن سبک ، قطر کوچک و انعطاف پذیری کولار  الزامات مربوط به طیف گسترده ای از کاربردهای کابل فیبرهای نوری را برآورده می‌­کند.

کلاه ایمنی نظامی

الیاف کولار بخش مهمی از دارایی های ارتش است. با استفاده از فناوری حفاظتی ذاتی خود در کلاه ایمنی نظامی ، به نجات جان هزاران نفر کمک کرده است.

طناب و کابل

طناب و کابل‌های کولار با  استحکام عالی ، مقاومت در برابر خستگی ، جمع شدگی و دوام ،باعث بهبود عملکرد و ارزش به مشتریان در صنعت کابل­‌های ظریف می‌­شود. این کابل­‌ها قابلیت مقاومت در شرایط سخت و دماهای شدید را در محیط­‌های خشکی، دریایی و فضایی را دارد.

پوشاک و لوازم جانبی ورزشی

تقاضا برای محصولات ورزشی سبک تر ، محکم تر و ایمن تر، کولار را به انتخابی محبوب برای تولیدکنندگان و مصرف کنندگان تبدیل کرده است.

نتیجه

 تحقیقات نشان می­دهد که می‌توانید بدون نگرانی بی مورد در مورد اثرات گرما و تنش­‌های گرمایی ، از محافظت عالی و عمر طولانی لباس­‌های محافظ ساخته شده از کولار لذت ببرید.

وزن سبک تر پارچه های کولار باعث می‌شود که آن‌ها در مقایسه با پارچه های سنگین ، در محیط‌های گرم و مرطوب تنش گرمایی کمتری ایجاد کنند.

ترجمه: دپارتمان نساجی آرمان شیمی افروز

مرجع: Textilelearner.net