บทนำเกี่ยวกับอะรามิด

เส้นใยอะรามิดเป็นพอลิเมอร์เชิงเส้นที่ประกอบด้วยหมู่แอโรมาติกและหมู่เอไมด์ นอกจากจะมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมแล้ว ยังมีโครงสร้างทางเคมีที่เสถียรและคุณสมบัติเชิงกลที่เหมาะสมอีกด้วย

คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เส้นใยอะรามิดมีข้อดีมากมาย รวมถึงความแข็งแรงสูงมาก โมดูลัสสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อกรดและด่าง น้ำหนักเบา และทนต่อการสึกหรอ

แตกต่างจากสายโซ่โมเลกุลของพอลิเมอร์ยืดหยุ่นทั่วไป โครงสร้างสายโซ่หลักของเส้นใยอะรามิดนั้นมีพื้นฐานมาจากตำแหน่งพาราของวงแหวนเบนซีน ทำให้เกิดโครงสร้างโมเลกุลคล้ายแท่ง

โครงสร้างโมเลกุลที่เป็นเอกลักษณ์นี้ทำให้ส่วนของสายโซ่โมเลกุลหมุนภายในได้ยาก จึงทำให้มีโครงสร้างเชิงเส้นที่แข็งตัว

เส้นใยอะรามิดยังแสดงโครงสร้างระดับโมเลกุลขนาดใหญ่ที่หลากหลาย รวมถึงโครงสร้างแกน-เปลือก โครงสร้างผลึกย่อย และโครงสร้างไมโครไฟเบอร์ ความเป็นผลึกของเปลือกเส้นใยต่ำกว่าของแกน และความหนาของเปลือกจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของเส้นใยและกระบวนการปั่น โดยทั่วไปจะมีช่วงตั้งแต่ 0.1 ไมโครเมตรถึง 1 ไมโครเมตร 

แกนกลางประกอบด้วยผลึกเดี่ยวที่เรียงตัวตามแนวแกนของเส้นใย โดยมีการวางแนวที่ต่ำกว่าส่วนหุ้มเล็กน้อย โมเลกุลในเส้นใยเกือบขนานกับแกนของเส้นใยในทิศทางตามยาว ในขณะที่ในทิศทางตามขวาง โมเลกุลจะวางตัวในแนวรัศมีขนานกับแผ่นพันธะไฮโดรเจน

ในทางกลับกัน เมตาอะรามิด ซึ่งมีตัวอย่างเช่น เส้นใยโพลี(เอ็ม-ฟีนิลีนไอโซฟทาลาไมด์) (PMTA) ขาดผลของการเชื่อมต่อแบบโควาเลนต์ในสายโซ่โมเลกุล ส่งผลให้พลังงานศักย์การหมุนภายในสายโซ่โมเลกุลต่ำกว่า สายโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่มีความยืดหยุ่นมากกว่าพาราอะรามิด และเส้นใยยังมีความเป็นผลึกต่ำกว่าด้วย

การประยุกต์ใช้เส้นใยอะรามิด

เส้นใยพาราอะรามิด ด้วยคุณสมบัติการป้องกันกระสุนที่ยอดเยี่ยม จึงมีบทบาทสำคัญในด้านการป้องกันทางทหาร นอกจากนี้ยังนิยมใช้เป็นวัสดุเสริมแรงในวัสดุคอมโพสิต โดยผสมกับเส้นใยคาร์บอน เส้นใยแก้ว เป็นต้น

เยื่ออะรามิด ซึ่งเป็นเส้นใยละเอียดมาก มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูง ความแข็งแรงดึงสูง และความหนาแน่นต่ำที่เป็นเอกลักษณ์ ทำให้เป็นวัสดุเสริมแรงที่เหมาะสมในเรซิน ยาง และวัสดุอื่นๆ

การประยุกต์ใช้เส้นใยเมตาอะรามิดหมายความว่าผ้าที่ทำจากเส้นใยเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การผลิต การทหาร การดับเพลิง และมอเตอร์สปอร์ต

สรุปและแนวโน้มในอนาคต

ท่อเสริมแรงด้วยอะรามิดได้แสดงให้เห็นถึงข้อดีอย่างมากในภาคส่วนท่อส่งน้ำมันและก๊าซ โดยสามารถทดแทนท่อเหล็กแบบดั้งเดิมได้อย่างมีประสิทธิภาพ และป้องกันการรั่วซึมที่เกิดจากการกัดกร่อน นอกจากนี้ คุณสมบัติที่เบาของท่อยังช่วยให้การขนส่งและการติดตั้งง่ายขึ้นอีกด้วย

อนาคตของการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีของวิสาหกิจอะรามิดในประเทศของข้าพเจ้าจะมุ่งเน้นไปที่ประเด็นต่อไปนี้: การปรับปรุงประสิทธิภาพของอะรามิดผ่านการดัดแปลงโคพอลิเมอไรเซชัน การเพิ่มประสิทธิภาพสภาวะการประมวลผลและการผลิต และการลดต้นทุนเส้นใย และการทำให้อะรามิดสามารถปรับให้เข้ากับความต้องการใช้งานที่แตกต่างกันได้ผ่านการดัดแปลงพื้นผิว เส้นใยผสม และเทคโนโลยีการขึ้นรูปใหม่ ๆ ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงประสิทธิภาพและลดต้นทุนการใช้งาน