Welche Arten von Bootsseilen aus organischen Fasern gibt es?

2023-11-30 02:45:51

Aramidseile verfügen über hervorragende mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen und eignen sich für Anwendungsszenarien bei hohen Temperaturen. Im Vergleich zu Aramid weisen Polyarylatfasern eine hervorragende Kriechfestigkeit auf und sind für Langzeitbelastungen geeignet. Seile aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht weisen eine sehr gute Zugfestigkeit auf, reagieren jedoch sehr empfindlich auf hohe Temperaturen und Belastungen. Polyimidfasern weisen eine hervorragende Strahlungsbeständigkeit und thermische Stabilität auf und sind eines der idealen Materialien als Ersatz für Aramid. Die Leistungsmerkmale von vier organischen Hochleistungsfasern gewährleisten die Erfüllung der Anforderungen an Fasermaterialien für geflochtene Seile.

Der vollständige Name einer Polyarylatfaser ist Flüssigkristallpolyarylatfaser (LCP), die durch Kondensationspolymerisation von 4-Hydroxybenzoesäure und 2-Hydroxy-6-naphthoesäure hergestellt wird. Im Vergleich zu Aramid weisen Polyarylatfasern eine hervorragende Kriechfestigkeit und chemische Stabilität auf. Polyarylatfasern wurden in den Landepuffer-Airbags der Mars-Rover Spirit und Opportunity sowie in den Landebremsseilen des Mars-Rover Curiosity verwendet. Es wird erwartet, dass es in Zukunft in Mars-Erkundungsgeräten wie Mars-Anzügen, aufblasbaren Landereduzierern und Wohnmodulen zum Einsatz kommt. Allerdings erleiden Polyarylatfasern nach der Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen einen erheblichen Leistungsabfall, was ihre Anwendung in aufblasbaren Weltraumstrukturen wie Stratosphärenluftschiffen einschränkt.

Der vollständige Name der Aramidfaser ist aromatische Polyamidfaser. Der herausragende Vorteil von Aramidseilen besteht darin, dass es auch bei einer hohen Temperatur von 170 Grad Celsius noch hervorragende mechanische Eigenschaften behält. Aramidverstärkte Verbundwerkstoffe können in Radarradomen, Raketenverkleidungen, Triebwerksgehäusen usw. eingesetzt werden, um die strukturelle Qualität wirksam zu reduzieren und gleichzeitig die Leistung zu verbessern. Allerdings muss die Grenzflächenbindungsfestigkeit zwischen Aramidfaser und Harz oder Gummimatrix verbessert werden, und die gemeinsame Modifikation durch Plasma, biologische Enzyme und andere Methoden ist eine der wichtigsten Entwicklungsrichtungen der Zukunft.

Polyimid (PI)-Fasern werden hauptsächlich aus zwei Monomeren synthetisiert: Dianhydrid und Diamin. Das Molekül enthält eine große Anzahl aromatischer Gruppen, die mit Imidbindungen verbunden sind. Daher weisen Polyimidfasern eine ausgezeichnete thermische Stabilität auf. , Strahlungsbeständigkeit und dielektrische Isolationseigenschaften, die häufig in leichten Isoliermaterialien, Strukturmaterialien und Strahlenschutzmaterialien für Raumfahrzeuge usw. verwendet werden. In den letzten Jahren sind mit der Entwicklung hochfester und hochmoduliger PI-Fasern deren Festigkeit und Modul denen von Aramidfasern überlegen und sie haben ein enormes Anwendungspotenzial in tragenden Strukturen von Raumfahrzeugen.

Fasern aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMWPE) werden aus Polyethylenmonomer mit einer relativen Molekularmasse zwischen 3,5 Millionen und 7,5 Millionen polymerisiert. Die Faserdichte von UHMWPE beträgt nur 0,97 g/Kubikzentimeter und seine spezifische Festigkeit kann 370 cN/tex erreichen. Es handelt sich derzeit um eine organische Faser mit der höchsten spezifischen Festigkeit. UHMWPE-Fasern werden häufig in leichten kugelsicheren Materialien und Schiffsseilen verwendet. Aufgrund der schwachen Kraft zwischen seinen Molekülketten lässt es sich bei hoher Temperatur und äußerer Kraft leicht verformen. Daher war die Kriechmodifikation von Seeseilen aus ultrahochmolekularem Polyethylen einer der Forschungsschwerpunkte der letzten Jahre.

Hochleistungsfaserseile verfügen über besondere physikalische und chemische Eigenschaften und spielen eine wichtige Rolle in den Bereichen Landesverteidigung, Militärindustrie, Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen. Sie sind ein wichtiges strategisches Material. Aufgrund der unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung lassen sich Hochleistungsfaserseile in zwei Kategorien einteilen: anorganische und organische. Im Vergleich zu anorganischen Fasern, die durch Kohlenstofffasern repräsentiert werden, weisen organische Fasern eine bessere Verschleißfestigkeit und Webbarkeit auf. Daher bestehen die meisten Seile aus organischen Fasern. Organische Hochleistungsfaserseile umfassen hauptsächlich aromatische Fasern, dargestellt durch Aramid-, Polyarylat- und Polyimid- sowie Olefinfasern, dargestellt durch Polyethylenseile mit ultrahohem Molekulargewicht.