Specifikace materiálu : Twaron

Popis materiálu

Twaron® je velmi pevný materiál, lehká para-aramidová příze (poly-parafenylen tereftalamid) vyvinut a vyráběn firmou Teijin Aramid. Má vysoký modul pevnosti a je teplotně stabilní, a velice odolný proti průstřelu a chemickému zacházení. Od začátku svého vývoje vyrábí Teijin Aramid monomer a polymer v Delfzijl a přízi v Emmenu (Holandsko). Twaron je používán v mnoha různých specielních aplikacích. Je znám pro svou velkou odolnost a recyklační potenciál.

Výroba

Vyrábí se navíjením pevného vlákna z kapalného roztoku stejně jako ostatní aramidy.

Vlastnosti aramidového vlákna

• citlivé na ultrafialové záření, vlhkost a salinitu
• odolné vůči odření, teplu a organickým rozpouštědlům
• nevodivé
• bez teploty tání
• špatně zápalné
• dobře zpracovatelné v továrnách při zvýšených teplotách
• vysoká pevnost a vysoký Youngův modul pružnosti
• obtížně barvitelné - vetšinou se barví ještě rozpuštěná forma

Když se twaron stočí, výsledné vlákno má vysokou pevnost v tahu (cca 3000 Mpa), relativní hustotu 1,44 g/cm3 a nekoroduje. Když se použije jako tkaný materiál, dá se použít na kotvící lana a další aplikace pod vodou.

Hlavní charakteristiky

• Vysoká pevnost v tahu - pevný a lehký. Twaron je 5x pevnější než ocel.
• Protiúnavová odolnost - malý úbytek pevnosti při opakovaném namáhání v tlaku, ohybu i abrazi.
• Prostorová stabilita - tuhé a vysoce orientovaná molekulová struktura vede k vysokému modulu elasticity, nízkým hodnotám tažnosti (creep) a malému uvolnění napětí. Malé tepelné zkrácení, jinými slovy excelentní prostorová stabilita.

Nejčastější aplikace twaronu

• startovací kabely
• komunikační kabely (např. dráty ke sluchátkám a domácí elektronice)
• teplotně odolné výrobky
• prořezuodolné výrobky
• neprůstřelné výrobky
• pneumatiky
• hadice
• hnací, převodové řemeny
• další gumové výrobky (např. dopravní pásy, pneumatické pružiny, antivibrační výrobky, speciální látky, kompozitní zesílení)
• třecí výrobky, brzdové těsnění, spojkové obložení
• těsnící materiály
• technické papírové výrobky
• kompozity (pro armádu, leteckou a pozemní přepravu, výrobky pro sport a relaxaci)
• inženýrské plasty (pro elektrický, elektronický a automobilní průmyslú
• civilní inženýrské produkty
• šňůry a kabely
• termoplastické trubky

Chemická struktura Twaronu

Vlákna twaronu se skládají z dlouhých molekulových řetězců sestávajících z poly-paraphenylene terephthalamide. Je zde také mnoho meziřetězcových vazeb což dělá materiál extrémně pevným. Twaron získává svou pevnost částečně také z vodíkových vazeb mezi karbonylovými skupinami a protony na sousedních polymerových řetězcí a částečně také z pi vazby mezi nahromaděnými vlákny. Tyto vazby mají větší vliv na Kevlar než Van der Waalsovy síly a délka řetězce, která jinak běžně ovlivňuje vlastnosti ostatních syntetických polymerů jako je Dyneema apod. Přítomnost solí a dalších nečistot, obzvláště přítomnost vápníku, může interferovat s mezivlákennými vazbami proto se při výrobě twaronu dbá velké čistoty a opatrnosti aby se roztok neznečistil. Struktura twaronu se skládá z relativně pevných molekul, které mají snahu se ukládat do spíše planární listové struktury.

Tepelné vlastnosti Twaronu

Twaron má velmi dobrou odolnost proti vysokým teplotám, zachovává si svou pevnost a pružnost i ke kryogenickým teplotám (-196°C); dokonce je o něco pevnější při nízkých teplotách. Při vysokých teplotách je pevnost v tahu snížena o 10-20%, a již po několika hodinách se pevnost nadále snižuje. Například při 160°C se snížení pevnosti o 10% projeví po 500 hodinách. Při 260°C se snížení pevnosti o 50% projeví po 70 hodinách. Při teplotě 450°C twaron sublimuje.