아라미드

Aramid

방향족 폴리아미드의 줄임말인 아라미드 섬유는 열에 강하고 강한 합성 섬유의 한 종류입니다.항공 우주 및 군사 분야, 탄도 등급 차체 갑옷 직물 및 탄도 복합 재료, 해상 줄타기, 해상 선체 보강 및 석면 [1]대체재로 사용됩니다.

섬유 내의 사슬 분자는 섬유축을 따라 높은 배향성을 가지고 있습니다.그 결과, 화학 결합의 비율이 다른 많은 합성 섬유보다 섬유 강도에 더 많이 기여합니다.아라미드는 녹는점이 매우 높다(500°C 이상).

일반적인 아라미드 브랜드 이름에는 케블라, 노멕스, 트와론이 포함됩니다.

용어 및 화학 구조

Twaron과 Kevlar의 구조.방향족 고리는 육각형으로 나타납니다.링은 두 개의 NH 그룹 또는 두 개의 CO 그룹에 번갈아 부착됩니다.각 링의 부착점은 서로 정반대이므로 파라아라미드로 분류됩니다.

아라미드는 방향족 폴리아미드의 줄임말이다.이 용어는 [2]1972년에 도입되어 1974년 미국 연방거래위원회에 의해 [3][4]나일론과 구별되는 섬유 총칭으로 받아들여졌으며 1977년 [citation needed]국제표준기구에 의해 채택되었다.

그 이름에서 방향족이란 6개의 탄소 원자의 방향족 고리의 존재를 말한다.아라미드에서 이들 고리는 각각 NH 그룹에 부착된 CO기로 구성된 아미드 연결을 통해 연결된다.

아라미드의 [4]FTC 정의를 충족하기 위해서는 이러한 연결의 85% 이상이 2개의 방향족 [5]고리에 부착되어야 합니다.

파라아라미드 및 메타아라미드

아라미드는 고리에 연결된 위치에 따라 크게 두 가지 유형으로 나뉩니다.고리 주위에 탄소원자를 순차적으로 번호 매겨진 파라아라미드는 위치 1, 4에 결합되어 있는 반면 메타아라미드는 위치 1, [6]3에 결합되어 있다.즉, 부착점은 파라아라미드에서는 서로 정반대이며 메타아라미드에서는 2개의 원자가 떨어져 있다.이 그림은 파라아라미드를 나타내고 있습니다.

역사

방향족 폴리아미드는 1960년대 초에 상업적인 용도로 처음 도입되었으며, DuPont에서 HT-1로 생산한 메타 아라미드 섬유와 함께 상표명 Nomex로 [7]만들어졌다.일반 섬유 의류 섬유와 비슷하게 취급하는 이 섬유는 정상 산소 농도에서는 녹지도 발화하지도 않기 때문에 열에 대한 내성이 뛰어난 것이 특징이다.보호복, 공기 여과, 보온 및 전기 단열재, 석면 대체품 생산에 광범위하게 사용됩니다.

메타아라미드는 네덜란드와 일본에서 테이진아라미드가 '테이진코넥스'[7]라는 상표명으로, 한국에서는 '아라윈'이라는 상표명으로, 중국에서는 '옌타이타이호'가 '뉴스타'라는 상표명으로, SRO그룹이 '엑스파이페라미드'라는 상표명으로 생산하고 있다.

몬산토 컴퍼니와 바이엘의 초기 연구를 바탕으로 1960년대와 1970년대에 DuPont와 AkzoNobel이 레이온, 폴리에스테르 및 나일론 가공에 대한 지식을 바탕으로 훨씬 높은 내구성과 탄성률을 가진 파라 아라미드 섬유를 개발했습니다.1973년에 DuPont는 Kevlar라고 불리는 파라아라미드 섬유를 최초로 도입한 회사였습니다.이것은 파라아라미드 및/또는 아라미드로 가장 잘 알려진 회사 중 하나입니다.

1978년 아크조는 Twaron이라고 불리는 화학구조가 거의 같은 유사한 섬유를 선보였다.Akzo와 DuPont는 생산 공정의 이전 특허 때문에 1980년대에 특허 분쟁을 벌였습니다.그 후 Twaron은 Teijin Aramid Company의 소유가 되었다.2011년 옌타이타이호(Yantai Tayho)는 비슷한 섬유인 타파란을 중국에 선보였다(생산 참조).

파라-아라미드는 항공우주 및 군사 분야와 같은 많은 첨단 기술 분야에서 "방탄" 방탄 갑옷 천을 위해 사용됩니다.

아라미드지 제조에는 메타아라미드 섬유와 파라아라미드 섬유를 모두 사용할 수 있다.아라미드지는 전기단열재로, 벌집코어를 만들기 위한 건축자재로 사용된다.듀퐁은 1960년대에 아라미드 종이를 만들어 노멕스 종이라고 불렀다.옌타이 전이특집지는 2007년에 전이종이라고 불리는 아라미드 종이를 도입했다.듀퐁과 옌타이 전이 모두 메타 아라미드 및 파라 아라미드 종이를 만듭니다.

헬스

1990년대에 아라미드 섬유에 대한 시험관내 테스트에서는 "DNA에 대한 방사성 라벨 뉴클레오티드 혼입 증가 및 ODC(오르니틴 탈탄산화효소) 효소 활성 유도를 포함하여 석면과 동일한 영향을 많이 보여 발암적 [8]영향의 가능성을 높였다"고 밝혔다.그러나 2009년에는 흡입된 아라미드 섬유가 짧아지고 빠르게 몸에서 제거되어 위험이 [9]거의 없는 것으로 나타났다.이후 "이 검토는 DuPont와 Teijin Aramid에 의해 의뢰되고 자금이 제공되었지만 [10]논문의 내용과 작성에 대한 책임은 저자에게만 있었다"는 내용의 관심 선언이 연구 저자에 의해 제공되었다.

생산.

파라아라미드 생산의 세계 용량은 2002년에 연간 약 41,000톤으로 추정되었으며, 매년 [11]5~10%씩 증가하고 있다.2007년에는 연간 총 생산 능력이 약 55,000톤에 달합니다.

고분자 제제

아라미드는 일반적으로 아민기와 카르본산 할로겐화물기 간의 반응에 의해 제조된다.단순 AB 호모폴리머는 연결성 -(NH-CH-CO64)-n을 가진다.

케블라, 트와론, 노멕스, 뉴스타 및 테이진코넥스와 같은 잘 알려진 아라미드 중합체는 디아민 및 디아산(또는 동등한) 전구체로 제조된다.이들 중합체는 방향족 서브유닛의 결합에 따라 더욱 분류될 수 있다.Nomex, Teijinconex 및 New Star는 주로 메타 링크를 포함합니다.그것들은 폴리메타페닐렌 이소프탈아미드라고 불립니다.반면 케블라와 트와론 모두 패러링크(para-linkes)를 특징으로 한다.그것들은 p-페닐렌 테레프탈아미드라고 불립니다.PPTA는 p-페닐렌디아민(PPD)과 이염화테레프탈로일(TDC 또는 TCl)의 산물이다.

PPTA의 생산은 이온성분(염화칼슘, CaCl2)이 아미드기의 수소결합을 차지하고 유기성분(N-메틸피롤리돈, NMP)이 방향족 폴리머를 용해하는 공동용매에 의존한다.이 과정은 Akzo의 Leo Vollbracht에 의해 발명되었다.발암성 헥사메틸인산트리아미드(HMPT)를 제외하고, 폴리머를 용해하는 실질적인 대안은 아직 알려져 있지 않다.NMP/CaCl2 시스템의 사용은 Akzo와 DuPont 간의 장기 특허 분쟁으로 이어졌다.

스피닝

폴리머 제조 후 용해된 폴리머를 액체 화학 블렌드에서 고체 섬유로 회전시켜 아라미드 섬유를 제조한다.PPTA 방적용 고분자 용제는 일반적으로 100% 무수황산(HSO)이다24.

외관

기타 아라미드 종류

노멕스와 같은 메타 아라미드 외에 다른 변종들은 아라미드 섬유 범위에 속합니다.주로 테크노라라는 브랜드명으로 잘 알려진 코폴리아미드 타입으로, 테이진이 개발해 1976년에 도입했습니다.테크노라의 제조 공정은 PPD와 3,4'-디아미노디페닐에테르(3,4'-ODA)를 염화테레프탈로일(TCL)[12]과 반응시킨다.이 비교적 간단한 공정은 하나의 아미드 용제만 사용하므로 고분자 생산 직후에 방적할 수 있습니다.

아라미드 섬유 특성

아라미드는 초고분자 폴리에틸렌과 같은 다른 섬유와 높은 방향성을 공유하는데, 이는 그들의 특성을 지배하는 특성이다.

일반

  • 내마모성이 좋다
  • 유기 용제에 대한 뛰어난 내성
  • 전도성이 없는
  • 매우 높은 융점(500°C 이상)
  • 저연성
  • 높은 온도에서 뛰어난 패브릭 무결성
  • 산과 소금에 민감한
  • 자외선에 민감한
  • 완료하지 않으면[13] 정전하가 축적되기 쉽다

파라아라미드류

  • 케블라나 트와론 같은 파라 아라미드 섬유는 중량 대비 강도가 뛰어난 특성을 제공한다
  • 고현률
  • 강한 끈기
  • 저크립
  • 파단시 낮은 신장률(~3.5%)
  • 염색이 어렵다 – 보통 용액에[13] 녹는다

사용하다

「 」를 참조해 주세요.

파라아라미드

메타아라미드

다른이들

주 및 참고 자료

  1. ^ Hillermeier, Karlheinz (1984). "Prospects of Aramid as a Substitute for Asbestos". Textile Research Journal. 54 (9): 575–580. doi:10.1177/004051758405400903. S2CID 136433442.
  2. ^ Gooch, J W, ed. (2006). Encyclopedic Dictionary of Polymers. New York: Springer. doi:10.1007/978-0-387-30160-0_760. ISBN 978-0-387-31021-3. Retrieved 16 September 2021.
  3. ^ Wingate, Isabel Barnum (1979). Fairchild's dictionary of textiles. Internet Archive. New York : Fairchild Publications. p. 25. ISBN 978-0-87005-198-2.
  4. ^ a b Commercial Practices, Part 303, § 303.7 제조된 섬유의 총칭 및 정의.
  5. ^ 아라미드 섬유의 전체 정의는 "섬유 형성 물질이 적어도 85%의 아미드 결합( )이 2개의 방향족 고리에 직접 부착된 긴 사슬 합성 폴리아미드인 제조 섬유"이며, 괄호 사이에 수직 방향성 CO기가 NH 그룹에 수평으로 부착된 것을 나타내는 도표가 있다.C 원자에 대한 유입 결합과 NH 그룹으로부터의 유출 결합이 있다.
  6. ^ 위치 1은 단순히 체인 중 하나가 부착된 점으로 선택됩니다.그런 다음 다른 링에 도달할 때까지 가장 짧은 방향으로 링 주위를 세어봅니다.
  7. ^ a b James A. Kent, ed. (2006). Handbook of Industrial Chemistry and Biotechnology. Springer. p. 483. ISBN 978-0-387-27842-1.
  8. ^ Marsh, J. P.; Mossman, B. T.; Driscoll, K. E.; Schins, R. F.; Borm, P. J. A. (1 January 1994). "Effects of Aramid, a high Strength Synthetic Fiber, on Respiratory Cells in Vitro". Drug and Chemical Toxicology. 17 (2): 75–92. doi:10.3109/01480549409014303. PMID 8062644.
  9. ^ Donaldson, K. (1 July 2009). "The inhalation toxicology of p-aramid fibrils". Critical Reviews in Toxicology. 39 (6): 487–500. CiteSeerX 10.1.1.468.7557. doi:10.1080/10408440902911861. PMID 19545198. S2CID 6508943.
  10. ^ Donaldson, Ken (22 July 2009). "Corrigendum: The inhalation toxicology of - aramid fibrils". Critical Reviews in Toxicology. 39 (6): 540. doi:10.1080/10408440903083066. S2CID 218987849.
  11. ^ Committee on High-Performance Structural Fibers for Advanced Polymer Matrix Composites, National Research Council (2005). High-Performance Structural Fibers for Advanced Polymer Matrix Composites. The National Academies Press. p. 34. ISBN 978-0-309-09614-0.
  12. ^ Ozawa S (1987). "A New Approach to High Modulus, High Tenacity Fibers". Polymer Journal. 19: 199. doi:10.1295/polymj.19.119.
  13. ^ a b Kadolph, Sara J. Anna L. Langford (2002). "Textiles". Pearson Education, Inc. Upper Saddle River, NJ.
  14. ^ Reisch, Marc S (2005). "High-performance fiber makers respond to demand from military and security users". Chemical and Engineering News. 83 (31): 18–22. doi:10.1021/cen-v083n050.p018.
  15. ^ "Aramid Cables". FibreMax. Archived from the original on 2021-12-01.

추가 정보

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