RU2733744C1 - Способ создания высокопрочной двухкомпонентной нити на основе пара-арамидных и полиэтиленовых высокомолекулярных волокон - Google Patents
Способ создания высокопрочной двухкомпонентной нити на основе пара-арамидных и полиэтиленовых высокомолекулярных волокон Download PDFInfo
- Publication number
- RU2733744C1 RU2733744C1 RU2019126211A RU2019126211A RU2733744C1 RU 2733744 C1 RU2733744 C1 RU 2733744C1 RU 2019126211 A RU2019126211 A RU 2019126211A RU 2019126211 A RU2019126211 A RU 2019126211A RU 2733744 C1 RU2733744 C1 RU 2733744C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- para
- fibers
- thread
- aramid
- strength
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M10/00—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
Abstract
Изобретение относится к способу создания высокопрочной нити на основе пара-арамидных и полиэтиленовых волокон. Изобретение может применяться в процессе изготовления высокопрочных материалов и изделий различного типа, например текстильных материалов для защитных изделий, каркасов различных транспортных средств, магистральных трубопроводов, в том числе высокого давления. Способ создания кевларо-полиэтиленовой нити включает обработку неравновесной низкотемпературной плазмой пара-арамидных волокон и полиэтиленовых волокон. Затем прошедшие плазменное воздействие нити скручиваются в двухкомпонентную нить, в центре которой находятся полиэтиленовые волокна высокого давления, а по периферии пара-арамидные. После этого скрученные в нить пара-арамидные волокна и полиэтиленовые волокна высокого давления обрабатываются неравновесной низкотемпературной плазмой, что позволяет в зависимости от заданных требований получить гидрофобную или гидрофильную нить. Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных характеристик изделия. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение может применяться в процессе изготовления высокопрочных материалов и изделий различного типа, например, текстильных материалов для защитных изделий, каркасов различных транспортных средств, магистральных трубопроводов в том числе высокого давления. Предлагаемое изобретение может использоваться в различных отраслях промышленности - оборонной, авиационной и космической, автомобильной, химической, строительной, а также при изготовлении спортивных снарядов, укрывных конструкции, деталей сельскохозяйственной техники. Изобретение носит межотраслевой характер и прогнозируемый высокий экономический эффект.
Уровень техники
Пара-арамидные волокна производятся из парафенилендиамина и терефталоилхлорида в растворе N-метилпирролидона/хлористого кальция, имеют прогрессивно высокую ориентацию полимерных молекул и обладают высокой кристалличность, отличаются большим модулем упругости и прочностью на разрыв (до 260 сН/текс), обладают высокой температурой стеклования 370°С, высокой температурой карбонизации 425°С, кислотным индексом 30. Арамидные волокна имеют прочность стали, но при этом в 5 раз легче, применяются в качестве корда для шин и для облеченных баллистических материалов, широко используются в аэрокосмической промышленности и производстве композитов. Недостатком пара-арамидных волокон является предрасположенность к фото разложению, высокая себестоимость и гидрофильность, кроме того низкая стойкость к разрезанию и значительная потеря прочностных показателей при увлажнении и намокании. https://ru.wikipedia.org/wiki/арамид
За прототип принимаем материал из семейства арамидов - Арселон, который обладает рядом повышенных свойств, например, прочностью на разрыв, температурой карбонизации, однако его показатели необходимые для производства ряда важных изделий, остались на прежнем уровне - это низкая стойкость к разрезанию и недостаточная прочность на разрыв при намокании и увлажнении, http://www.arselon.by
Задачи, на решение которых направлено избретение
Создание двухкомпонентной нити на основе пара-арамидных и полиэтиленовых полимерных волокон (далее полиэтиленовые волокна) с улучшенными показателями качества реализуется путем выполнения:
- обработки неравновесной низкотемпературной плазмой пара-арамидных и полиэтиленовых волокон, что обеспечивает увеличение сопротивления к проникающим воздействиям режущих и колющих предметов;
- воздействие неравновесной низкотемпературной плазмой на пара-арамидные волокна, что увеличивает их прочность на разрыв, модуль упругости и демпфирующую способность;
- обработка неравновесной низкотемпературной плазмой скрученных в нить пара-арамидных и полиэтиленовых волокон, что позволяет получить в зависимости от заданных требований гидрофобную или гидрофильную нить;
- нанесение ламинирующего слоя на гидрофильную нить, что придает ей защитные свойства от разрушающего воздействия ультрафиолетовыми лучами и попадания влаги.
Раскрытие изобретения:
- технический результат
Обобщенный технически результат заключается в создании двухосновной нити, состоящий из пара-арамидных и полиэтиленовых волокон, обработанных неравновесной низкотемпературной плазмой и ламинированных, получившие новый уровень качества, что позволяет выполнять этой нити эксплуатационные требования более высокого уровня по прочностным показателям, влагостойкости, препятствовать разрушительному воздействию ультрафиолетовых лучей и др.
К техническим результатам, которые могут быть получены при осуществлении изобретения, можно отнести:
- повышение сопротивления к проникающим воздействиям режущих и колющих предметов;
- интенсификация гашения энергии летящего элемента, ослабление его ударного воздействия при контакте с предлагаемой нитью;
- защита нити, прошедшей гидрофильную обработку, от намокания путем ламинированния поверхности, что обеспечивает сохранение ее работоспособности;
- защита нити от намокания за счет гидрофобной обработки, обеспечивающей сохранение ее работоспособности;
- защита нити, прошедшей гидрофильную обработку, дополнительно ламинированой от разрушающего воздействия ультрафиолетовыми лучами и попадания влаги.
- способ создания
Способ создания высокопрочной двухкомпонентной нити на основе пара-арамидных и полиэтиленовых высокомолекулярных волокон можно разделить на традиционные операции, осуществляемые по известным методикам на современном производстве, и на операции, вводимые представленным изобретением. В рамках заявленного изобретения целесообразно ограничится описанием только дополнительно вводимых операций.
Перечень дополнительно вводимых операций, в соответствии с представленной заявкой на изобретения:
- обработка неравновесной низкотмепературной плазмой пара-арамидных волокон для повышения их разрывной прочности, упругости и демпфирующей способности;
- обработка неравновесной низкотмепературной плазмой полиэиленовых волокон для повышения сопротивления к проникающим воздействиям режущих и колющих предметов;
- скручивание в двухкомпонентную нить пара-арамидных и полиэтиленовых волокон, по схеме - в центре располагаются полиэтиленовые волокна по периферии - пара-арамидные, таким образом, чтобы последние охватывали полностью, кольцом полиэтиленовые волокна, расположенные в центре. Скрученные по данной схеме волокна приобретают взаимно компенсирующие свойства, позволяющие защитить пара-арамидными волокнами от термоудара и оплавления полиэтиленовые волокна, а полиэтиленовые волокна усиливают защитные свойства от воздействия режущим и колющим предметом. Пара-арамидные волокна, помимо функции термоизолятора, выполняют гашение энергии летящего элемента, ослабление его ударного воздействия; обработка двухкомпонентной нити неравновесной низкотемпературной плазмой в режиме придания нити гидрофильных или гидрофобных свойств, в соответствии с заявленным требованием;
- ламинация гидрофильной нити для защиты ее от разрушительного воздействия ультрафиолетовыми лучами и попадания влаги. Приведенные, вводимые в технологический процесс, операции позволяют повысить качество двухкомпонетной нити.
- отличительные от прототипа признаки
Основными отличительными признаками от прототипа являются:
- способ создания высокопрочной двухкомпонентной нити на основе пара-арамидных и полиэтиленовых высокомолекулярных полимерных волокон, содержащей набор тонких пара-арамидных волокон, скрученных в уплотненную одноосновную нить, отличается тем, что пара-арамидные волокна и полиэтиленовые перед скручиванием обрабатываются при разных технологических режимах неравновесной низкотемпературной плазмой, которая усиливает их прочностные показатели, затем прошедшие плазменное воздействие нити скручиваются в двухкомпонентную нить, в центре которой находятся полиэтиленовые волокна, а по периферии пара-арамидные;
- пара-арамидные волокна обрабатываются неравновесной низкотемпературной плазмой для повышения прочности на разрыв, упругости, демпфирующей способности, что увеличивает способность гасить энергию воздействующего движущегося элемента при контакте с изделием, содержащим данные волокна; совокупность видов, режимов обработки и их величин, определяющих заданные показатели качества - прочности, упругости и демпфирующей способности, находятся посредством варьирования значениями управляющих факторов с помощью применения метода регрессионного анализа поиска оптимума;
- полиэтиленовые волокна обрабатываются неравновесной низкотемпературной плазмой для повышения сопротивления к проникающим воздействиям режущих и колющих предметов; совокупность режимов обработки и их величин, определяющих заданные показатели уровня сопротивления, находятся посредством варьирования значениями управляющих факторов с помощью применения метода регрессионного анализа поиска оптимума;
- располагающиеся на внешнем контуре двухкомпонентной нити пара-арамидные волокна, кроме защиты от поражающего элемента, выполняют функции термоизолятора, не позволяющего расплавить расположенные в центре полиэтиленовые волокна и тем самым сохраняют их высокий уровень защиты от прокола режущим и колющим предметом;
- располагающиеся в центре двухкомпонентной нити полиэтиленовые волокна, защищенные от термоудара и кольцевого оплавления пара-арамидными волокнами, сохраняют свои вяжущие свойства, что обеспечивает дополнительный барьер к проникновению поражающих элементов;
- скрученные в нить пара-арамидные волокна и полиэтиленовые волокна обрабатываются неравновесной низкотемпературной плазмой, что позволяет получить в зависимости от заданных требования гидрофобную или гидрофильную нить;
- на гидрофильную нить наноситься ламинирующий слой для придания последней устойчивости к ультрафиолетовым лучам и попаданию влаги.
Описание чертежей
Фиг. - изометрическая проекция двухкомпонентной нити, где 1 - пара-арамидные волокна; 2 - полиэтиленовые волокна; 3 ламинирующий слой.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Для реализации предлагаемого способа производства высокопрочной двухкомпонентной нити на основе пара-арамидных и полиэтиленовых высокомолекулярных волокон необходимо:
- оборудование, работающее на электронно-физических принципах - установки для создания неравновесной низкотемпературной плазмы;
- оборудование генерации неравновесной низкотемпературной плазмы для придания гидрофобных и гидрофильных свойств нити;
- машина для скручивания волокон в нить;
- оборудование для ламинирования нити
На установке для создания неравновесной низкотемпературной плазмы имеется два основных узла:
- узел, генерирующий плазму и осуществляющий плазменное воздействие на обрабатываемое изделие - типовое устройство, применяемое в различных областях технике, в частности для обработки ткани и кожи;
- узел подачи волокон и нити- типовое устройство стандартно применяемое в текстильной промышленности.
На установках неравновесной низкотемпературной плазмы выполняется операция придания волокнам нити гидрофобных и гидрофильных свойств, что осуществляется путем подбора режимов обработки. Подобные операции проводятся в ряде научных и производственных организаций.
Ламинирование поверхности нити можно производить на стандартном оборудовании для распыления жидкого полимера.
Скручивание волокон в нить может выполняться на стандартном текстильном оборудовании, предназначенном для изготовления нитей.
Анализ показывает, что, вводимые операции могут выполнятся либо на стандартном оборудовании, либо на модифицированном оборудовании, изготовленном под конкретную задачу, с использованием типовых узлов.
Описанный способ не вызывает принципиальных затруднений в его реализации на промышленном оборудовании, при этом имеет потенциальную возможность достигнуть высокого экономического эффекта.
Структурная схема предлагаемой высокопрочной двухкомпонентной нити на основе пара-арамидных и полиэтиленовых волокон, представляет собой (фиг.) скрученные пара-арамидные волокна 1, располагающееся по периферии нити, в центре нити находятся полиэтиленовые волокна 2, а на внешнюю скрученную двухкомпонентную нить наноситься ламинирующий слой 3.
Claims (3)
1. Способ создания кевларо-полиэтиленовой нити повышенной прочности, содержащей набор тонких пара-арамидных волокон, скрученных в уплотненную одноосновную нить, отличающийся тем, что пара-арамидные волокна и полиэтиленовые перед скручиванием обрабатываются при разных технологических режимах неравновесной низкотемпературной плазмой, которая усиливает их прочностные показатели, затем прошедшие плазменное воздействие нити скручиваются в двухкомпонентную нить, в центре которой находятся полиэтиленовые волокна высокого давления, а по периферии пара-арамидные, а также скрученные в нить пара-арамидные волокна и полиэтиленовые волокна высокого давления обрабатываются неравновесной низкотемпературной плазмой, что позволяет в зависимости от заданных требований получить гидрофобную или гидрофильную нить.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пара-арамидные волокна обрабатываются неравновесной низкотемпературной плазмой для повышения разрывной прочности, упругости, демпфирующей способности, что увеличивает способность гасить энергию воздействующего движущегося элемента при контакте с изделием, содержащим данные волокна, совокупность вида, режимов обработки и их величин, определяющих заданные показатели - прочности, упругости и демпфирующей способности, находятся посредством варьирования значениями управляющих факторов с помощью применения метода регрессионного анализа поиска оптимума.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на гидрофильную нить наносится ламинирующий слой для придания последней устойчивости к ультрафиолетовым лучам и попаданию влаги.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019126211A RU2733744C1 (ru) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | Способ создания высокопрочной двухкомпонентной нити на основе пара-арамидных и полиэтиленовых высокомолекулярных волокон |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019126211A RU2733744C1 (ru) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | Способ создания высокопрочной двухкомпонентной нити на основе пара-арамидных и полиэтиленовых высокомолекулярных волокон |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2733744C1 true RU2733744C1 (ru) | 2020-10-06 |
Family
ID=72927022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019126211A RU2733744C1 (ru) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | Способ создания высокопрочной двухкомпонентной нити на основе пара-арамидных и полиэтиленовых высокомолекулярных волокон |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2733744C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2001120340A (ru) * | 1998-12-21 | 2003-05-27 | Е.И. Дюпон Де Немур Энд Компани | Гибридный защитный композит |
| EP1506335B1 (en) * | 2002-05-23 | 2010-08-11 | Universita' Degli Studi Di Milano - Bicocca | Method for processing materials with plasma |
| RU2421556C1 (ru) * | 2010-03-22 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный технологический университет" | Способ упрочнения полипропиленовой нити |
| RU152300U1 (ru) * | 2014-07-28 | 2015-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ФитингБюро" | Комплексная армирующая нить армирующей системы и армирующая система для армирования полимерных изделий |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI227197B (en) * | 1998-12-21 | 2005-02-01 | Du Pont | Hybrid protective composite |
-
2019
- 2019-08-20 RU RU2019126211A patent/RU2733744C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2001120340A (ru) * | 1998-12-21 | 2003-05-27 | Е.И. Дюпон Де Немур Энд Компани | Гибридный защитный композит |
| EP1506335B1 (en) * | 2002-05-23 | 2010-08-11 | Universita' Degli Studi Di Milano - Bicocca | Method for processing materials with plasma |
| RU2421556C1 (ru) * | 2010-03-22 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный технологический университет" | Способ упрочнения полипропиленовой нити |
| RU152300U1 (ru) * | 2014-07-28 | 2015-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ФитингБюро" | Комплексная армирующая нить армирующей системы и армирующая система для армирования полимерных изделий |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI523992B (zh) | 防彈效能增強之聚合物纖維 | |
| JP6456445B2 (ja) | 剛構造超高分子量ポリエチレン一方向テープ及び複合材料、及びその製造方法 | |
| KR101980242B1 (ko) | 경질 구조 및 낮은 백페이스 시그너쳐 탄도 ｕｄ/물품 및 제조방법 | |
| Bhoopathi et al. | Experimental investigation on mechanical properties of hemp-banana-glass fiber reinforced composites | |
| JP2014523975A (ja) | 超高強度超高分子量ポリエチレン繊維及び製品 | |
| Kannan et al. | Influence of laminate lay-up, hole size and coupling agent on the open hole tensile properties of flax yarn reinforced polypropylene laminates | |
| MX2014009998A (es) | Fibra uhmwpe de alto modulo con alta tenacidad y el proceso para producirla. | |
| US9909240B2 (en) | UHMWPE fiber and method to produce | |
| RU2014110698A (ru) | Пряжа и ткань, характеризующиеся наличием обработанной поверхности с улучшенными физическими и адгезионными свойствами, и способ их изготовления | |
| Aktaş et al. | Impact and post impact (CAI) behavior of stitched woven–knit hybrid composites | |
| CN107059404B (zh) | 一种抗变形材料及其制备方法和应用 | |
| Sudha et al. | Effect of alkali treatment on mechanical properties of woven jute composites | |
| Reinhardt et al. | PLA-viscose-composites with continuous fibre reinforcement for structural applications | |
| RU2733744C1 (ru) | Способ создания высокопрочной двухкомпонентной нити на основе пара-арамидных и полиэтиленовых высокомолекулярных волокон | |
| US10577729B2 (en) | Spun yarn comprising carbon staple fibers and method of preparing the same | |
| RU2702246C2 (ru) | Корд, включающий многоволоконную пара-арамидную нить, включающую некруглые волокна | |
| JP7022742B2 (ja) | 低背面変形性の防弾性複合材料による高運動エネルギー吸収作用 | |
| CN106283663A (zh) | 一种废弃芳纶的处理方法及其应用 | |
| JPWO2019098121A1 (ja) | 自転車タイヤ用の補強部材および自転車タイヤ | |
| KR101993988B1 (ko) | 아라미드 합연사 및 그 제조방법과 이를 이용하는 방검방침 소재 | |
| Lim | Ballistic behavior of heracron®-based composites: effect of the number multifilaments on high-speed projectiles | |
| Lin et al. | Manufacturing and mechanical evaluation of HRBP/PPTA intra-ply hybrid nonwovens for protecting cushioning composites | |
| Zlobina et al. | Study of the microstructure of aramid fabrics for structural and protective organoplastics modified in a microwave electromagnetic field | |
| RU2663287C2 (ru) | Способ получения композиционного материала, в состав которого входит сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно | |
| KR102430565B1 (ko) | 열 노화 강도 유지율이 향상된 아라미드 섬유 및 그의 제조방법 |