چار اعلی کارکردگی والے ریشوں میں سے ایک: ارامڈ فائبر

آرامڈ فائبر، جو خوشبو دار پولیامائیڈ فائبر کے لیے مختصر ہے، کاربن فائبر، انتہائی اعلی مالیکیولر ویٹ پولی تھیلین فائبر (UHMWPE) اور بیسالٹ فائبر کے ساتھ چین میں ترقی کے لیے ترجیحی چار اعلیٰ کارکردگی والے ریشوں میں شامل ہے۔ عام نایلان کی طرح، ارامیڈ فائبر کا تعلق پولیمائیڈ ریشوں کے خاندان سے ہے، جس میں اہم مالیکیولر چین میں امائیڈ بانڈ ہوتے ہیں۔ کلیدی فرق بانڈنگ میں ہے: نایلان کے امائیڈ بانڈز الیفاٹک گروپس سے جڑے ہوئے ہیں، جبکہ ارامیڈز بینزین کے حلقوں سے جڑے ہوئے ہیں۔ یہ خاص مالیکیولر ڈھانچہ ارامیڈ فائبر کو انتہائی اعلیٰ محوری طاقت (>20cN/dtex) اور ماڈیولس (>500GPa) دیتا ہے، جو اسے اعلیٰ درجے کی کیبلز کو تقویت دینے کے لیے ترجیحی مواد بناتا ہے۔

ارامڈ فائبر کی اقسام

ارامیڈ فائبربنیادی طور پر مکمل طور پر خوشبودار پولیامائیڈ فائبرز اور ہیٹروسائکلک ارومیٹک پولیامائیڈ فائبرز شامل ہیں، جن کو مزید آرتھو-آرامیڈ، پیرا-آرامیڈ (PPTA)، اور میٹا-آرامیڈ (PMTA) میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ ان میں سے، میٹا ارامیڈ اور پیرا آرامڈ وہ ہیں جو صنعتی ہو چکے ہیں۔ سالماتی ساخت کے نقطہ نظر سے، ان دونوں کے درمیان بنیادی فرق بینزین کی انگوٹھی میں کاربن ایٹم کی پوزیشن میں ہے جس سے امیڈ بانڈ منسلک ہوتا ہے۔ یہ ساختی فرق مکینیکل خصوصیات اور تھرمل استحکام میں نمایاں امتیازات کا باعث بنتا ہے۔

پیرا ارامید

Para-aramid، یا poly(p-phenylene terephthalamide) (PPTA)، جسے چین میں Aramid 1414 کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، ایک لکیری ہائی پولیمر ہے جس کے 85% سے زیادہ امائیڈ بانڈز براہ راست خوشبو دار حلقوں سے جڑے ہوئے ہیں۔ سب سے زیادہ تجارتی طور پر کامیاب پیرا آرمڈ مصنوعات DuPont's Kevlar® اور Teijin's Twaron® ہیں، جو عالمی مارکیٹ پر حاوی ہیں۔ یہ مائع کرسٹل لائن پولیمر اسپننگ سلوشن کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیا جانے والا پہلا فائبر تھا، جس نے اعلیٰ کارکردگی والے مصنوعی ریشوں کے ایک نئے دور کا آغاز کیا۔ مکینیکل خصوصیات کے لحاظ سے، اس کی تناؤ کی طاقت 3.0–3.6 GPa، لچکدار ماڈیولس 70–170 GPa، اور بریک 2–4٪ تک بڑھ سکتی ہے۔ یہ غیر معمولی خصوصیات اسے آپٹیکل کیبل کی مضبوطی، بیلسٹک تحفظ اور دیگر شعبوں میں ناقابل تلافی فوائد دیتی ہیں۔

Meta-Aramid

Meta-aramid، یا poly(m-phenylene isophthalamide) (PMTA)، جسے چین میں Aramid 1313 کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، ایک اعلی درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کرنے والا نامیاتی فائبر ہے۔ اس کا مالیکیولر ڈھانچہ ایمائیڈ گروپس پر مشتمل ہوتا ہے جو میٹا فینیلین رِنگز کو جوڑتا ہے، ایک زگ زیگ لکیری زنجیر بناتا ہے جو ایک 3D نیٹ ورک میں مضبوط بین سالماتی ہائیڈروجن بانڈز کے ذریعے مستحکم ہوتا ہے۔ یہ ڈھانچہ فائبر کو بہترین شعلہ تابکاری، تھرمل استحکام اور تابکاری کے خلاف مزاحمت فراہم کرتا ہے۔ ایک عام پروڈکٹ DuPont's Nomex® ہے، جس کا محدود آکسیجن انڈیکس (LOI) 28–32 ہے، شیشے کی منتقلی کا درجہ حرارت تقریباً 275°C، اور مسلسل سروس کا درجہ حرارت 200°C سے اوپر ہے، جس سے یہ آگ سے بچنے والی کیبلز اور اعلی درجہ حرارت کی موصلیت کے مواد میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔

ارامڈ فائبر کی شاندار خصوصیات

ارامڈ فائبر انتہائی اعلی طاقت، اعلی ماڈیولس، گرمی مزاحمت، تیزاب اور الکلی مزاحمت، کم وزن، موصلیت، عمر بڑھنے کے خلاف مزاحمت، طویل زندگی کا چکر، کیمیائی استحکام، دہن کے دوران کوئی پگھلی ہوئی بوندیں نہیں، اور غیر زہریلی گیس کا اخراج پیش کرتا ہے۔ کیبل ایپلی کیشن کے نقطہ نظر سے، پیرا-آرامیڈ تھرمل مزاحمت میں میٹا-آرامڈ سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے، جس کی مسلسل سروس درجہ حرارت -196 سے 204 ° C ہے اور 500 ° C پر کوئی گلنا یا پگھلنا نہیں ہے۔ Para-aramid کی سب سے قابل ذکر خصوصیات میں انتہائی اعلی طاقت، اعلی ماڈیولس، گرمی کی مزاحمت، کیمیائی مزاحمت، اور کم کثافت شامل ہیں۔ اس کی طاقت 25 g/dtex سے زیادہ ہے—اعلیٰ معیار کے اسٹیل سے 5 سے 6 گنا، فائبر گلاس سے 3 گنا، اور اعلیٰ طاقت والے نایلان صنعتی دھاگے سے دوگنا۔ اس کا ماڈیولس سٹیل یا فائبر گلاس سے 2–3 گنا اور زیادہ طاقت والے نایلان سے 10 گنا زیادہ ہے۔ یہ سٹیل کے تار سے دوگنا سخت ہے اور اس کا وزن صرف 1/5 جتنا ہے، جس سے یہ آپٹیکل کیبلز، سب میرین کیبلز اور دیگر اعلی درجے کی کیبل کی اقسام میں کمک کے طور پر استعمال کے لیے خاص طور پر موزوں ہے۔

ارامڈ فائبر کی مکینیکل خصوصیات

Meta-aramid ایک لچکدار پولیمر ہے جس کی توڑنے کی طاقت عام پالئیےسٹر، کاٹن یا نایلان سے زیادہ ہے۔ اس میں بلندی کی شرح، نرم ہاتھ کا احساس، اچھی گھومنے کی صلاحیت ہے، اور اسے چھوٹے ریشوں یا مختلف قسم کے ڈینیئر کے تنتوں میں تیار کیا جا سکتا ہے۔ اسے معیاری ٹیکسٹائل مشینری کا استعمال کرتے ہوئے کپڑوں اور غیر بنے ہوئے کپڑوں میں کاتا جا سکتا ہے اور مختلف صنعتوں کی حفاظتی ملبوسات کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے پروسیس کیا جا سکتا ہے۔ برقی موصلیت میں، meta-aramid کی شعلہ retardant اور حرارت مزاحم خصوصیات نمایاں ہیں۔ 28 سے زیادہ LOI کے ساتھ، یہ شعلہ چھوڑنے کے بعد جلتا نہیں رہے گا۔ اس کی شعلہ مزاحمت اس کے کیمیائی ڈھانچے کے ساتھ اندرونی ہے، جو اسے مستقل طور پر شعلہ مزاحمت بناتی ہے - دھونے یا طویل مدتی استعمال کی وجہ سے کارکردگی کے نقصان کے خلاف مزاحم۔ Meta-aramid 205°C پر مسلسل استعمال اور 205°C سے زیادہ درجہ حرارت پر بھی مضبوطی برقرار رکھنے کے ساتھ بہترین تھرمل استحکام رکھتا ہے۔ اس کے گلنے کا درجہ حرارت زیادہ ہے، اور یہ زیادہ درجہ حرارت پر نہیں پگھلتا ہے اور نہ ٹپکتا ہے، صرف 370 ° C سے اوپر کاربنائز ہونا شروع ہوتا ہے۔ یہ خصوصیات اسے اعلی درجہ حرارت یا آگ سے بچنے والی کیبلز میں موصلیت اور کمک کے لیے مثالی بناتی ہیں۔

ارامڈ فائبر کی کیمیائی استحکام

Meta-aramid زیادہ تر کیمیکلز اور مرتکز غیر نامیاتی تیزابوں کے خلاف بہترین مزاحمت رکھتا ہے، حالانکہ یہ مرتکز سلفرک اور نائٹرک ایسڈز کے لیے حساس ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت پر اس میں الکلی کی اچھی مزاحمت بھی ہے۔

ارامڈ فائبر کی تابکاری مزاحمت

Meta-aramid غیر معمولی تابکاری مزاحمت کی نمائش کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، 1.2×10⁻² W/cm² الٹرا وایلیٹ لائٹ اور 1.72×10⁸ ریڈ گاما شعاعوں کے طویل نمائش کے تحت، اس کی طاقت میں کوئی تبدیلی نہیں ہوتی۔ یہ شاندار تابکاری مزاحمت اسے جوہری بجلی گھروں اور خلائی جہاز میں استعمال ہونے والی تاروں کے لیے خاص طور پر موزوں بناتی ہے۔

ارامڈ فائبر کی پائیداری

Meta-aramid بہترین کھرچنے اور کیمیائی مزاحمت کو بھی ظاہر کرتا ہے۔ 100 دھونے کے بعد، مقامی طور پر تیار کردہ میٹا آرمڈ سے بنا ہوا کپڑا اپنی اصل آنسو کی طاقت کا 85 فیصد سے زیادہ برقرار رکھتا ہے۔ کیبل ایپلی کیشنز میں، یہ استحکام طویل مدتی مکینیکل اور برقی کارکردگی کے استحکام کو یقینی بناتا ہے۔

ارامڈ فائبر کی ایپلی کیشنز

آرامیڈ فائبر چین کی ایرو اسپیس، آٹوموٹو، الیکٹرو مکینیکل، تعمیرات اور کھیلوں کی صنعتوں میں اپنی بہترین مکینیکل خصوصیات، اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت اور کیمیائی استحکام کی وجہ سے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ یہ اعلی کارکردگی کی صنعتوں کی مستقبل کی ترقی کے لئے ایک اہم مواد کے طور پر شمار کیا جاتا ہے. خاص طور پر، aramid کمیونیکیشن آپٹیکل کیبلز، پاور کیبلز، ہائی ٹمپریچر ریزسٹنٹ کیبلز، سب میرین کیبلز، اور خاص کیبلز کے شعبوں میں ایک ناقابل تلافی کردار ادا کرتا ہے۔

ایرو اسپیس اور ملٹری فیلڈز

ارامڈ فائبر میں کم کثافت، اعلی طاقت، اور بہترین سنکنرن مزاحمت ہے۔ یہ ایرو اسپیس گاڑیوں کے ساختی اجزاء، جیسے راکٹ موٹر کیسنگز اور براڈ بینڈ ریڈوم ڈھانچے میں بڑے پیمانے پر لاگو ہوتا ہے۔ اس کا مرکب مواد بہترین اثر مزاحمت اور برقی مقناطیسی لہر کی شفافیت کی نمائش کرتا ہے، جس سے ہوائی جہاز کے وزن میں نمایاں کمی ہوتی ہے اور حفاظت میں اضافہ ہوتا ہے۔ دفاعی شعبے میں، ارامیڈ کو بلٹ پروف واسکٹ، ہیلمٹ، اور دھماکے سے مزاحم کنٹینرز میں استعمال کیا جاتا ہے، جو اسے ہلکے وزن کے فوجی تحفظ کی اگلی نسل کے لیے ایک اہم مواد بناتا ہے۔

تعمیراتی اور نقل و حمل کے میدان

تعمیراتی صنعت میں، آرام دہ فائبر اپنے ہلکے وزن، لچکدار اور سنکنرن مزاحمت کی وجہ سے ساختی کمک اور پل کیبل کے نظام کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ یہ خاص طور پر فاسد ڈھانچے کو تقویت دینے میں موثر ہے۔ نقل و حمل میں، آٹوموبائل اور ہوائی جہاز کے لیے ٹائر کی ہڈی کے کپڑے میں آرامیڈ لگایا جاتا ہے۔ آرامیڈ سے تقویت یافتہ ٹائر جدید تیز رفتار گاڑیوں اور ہوائی جہاز کی کارکردگی کے تقاضوں کو پورا کرتے ہوئے اعلیٰ طاقت، پنکچر مزاحمت، گرمی کے خلاف مزاحمت اور طویل سروس لائف پیش کرتے ہیں۔

الیکٹریکل، الیکٹرانکس، اور کیبل انڈسٹری

ارامیڈ فائبر الیکٹریکل، الیکٹرانکس، اور تار اور کیبل مینوفیکچرنگ کے شعبوں میں خاص طور پر نمایاں ایپلی کیشنز رکھتا ہے، خاص طور پر درج ذیل شعبوں میں:

آپٹیکل کیبلز میں ٹینسائل ممبرز: ہائی ٹینسائل طاقت اور ماڈیولس کے ساتھ، ارامیڈ فائبر کمیونیکیشن آپٹیکل کیبلز میں ٹینسائل ممبر کے طور پر کام کرتا ہے، نازک آپٹیکل ریشوں کو تناؤ میں خرابی سے بچاتا ہے اور سگنل کی مستحکم ترسیل کو یقینی بناتا ہے۔

کیبلز میں کمک: خاص کیبلز، سب میرین کیبلز، پاور کیبلز، اور اعلی درجہ حرارت سے مزاحم کیبلز میں، ارامیڈ کو عام طور پر مرکزی کمک عنصر یا آرمر پرت کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ دھاتی کمک کے مقابلے میں، ارامیڈ کم وزن میں اعلیٰ طاقت فراہم کرتا ہے، جس سے کیبل کی تناؤ کی طاقت اور مکینیکل استحکام میں بہت اضافہ ہوتا ہے۔

موصلیت اور شعلہ ریٹارڈنسی: ارامڈ کمپوزٹ بہترین ڈائی الیکٹرک اور تھرمل استحکام رکھتے ہیں۔ وہ بڑے پیمانے پر کیبل کی موصلیت کی تہوں، شعلہ retardant جیکٹس، اور ہالوجن سے پاک کم دھواں والی شیتھنگ میں استعمال ہوتے ہیں۔ آرام دہ کاغذ، انسولیٹنگ وارنش سے رنگین ہونے کے بعد، اعلی درجہ حرارت سے بچنے والی موٹروں اور ٹرانسفارمرز میں استعمال کے لیے قدرتی ابرک کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔

فائر ریزسٹنٹ اور ریل ٹرانزٹ کیبلز: ارامڈ فائبر کی موروثی شعلہ مزاحمت اور گرمی کی رواداری اسے شپ بورڈ کیبلز، ریل ٹرانزٹ کیبلز، اور نیوکلیئر گریڈ فائر ریزسٹنٹ کیبلز میں استعمال کے لیے مثالی بناتی ہے، جہاں حفاظتی معیارات سخت ہیں۔

EMC اور ہلکا پھلکا: Aramid کی بہترین برقی مقناطیسی شفافیت اور کم ڈائی الیکٹرک مستقل اسے EMI شیلڈنگ لیئرز، ریڈار ریڈومز، اور آپٹو الیکٹرانک انٹیگریشن اجزاء کے لیے موزوں بناتے ہیں، جس سے برقی مقناطیسی مطابقت کو بہتر بنانے اور نظام کے وزن کو کم کرنے میں مدد ملتی ہے۔

دیگر ایپلی کیشنز

اس کے اعلی خوشبودار رنگ کے مواد کی وجہ سے، ارامیڈ فائبر شاندار کیمیائی استحکام اور سنکنرن مزاحمت پیش کرتا ہے، جو اسے سمندری رسیوں، تیل کی سوراخ کرنے والی کیبلز، اور سخت ماحول میں اوور ہیڈ ٹرانسمیشن آپٹیکل کیبلز کے لیے موزوں بناتا ہے۔ یہ پریمیم کھیلوں کے سازوسامان، حفاظتی پوشاک، اور آٹوموٹیو بریک پیڈز میں بھی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے، اور اسے سگ ماہی اور موصلیت کی ایپلی کیشنز، تھرمل موصلیت کے پینلز، اور دیگر سگ ماہی اجزاء میں ایسبیسٹوس کے ماحول دوست متبادل کے طور پر تیزی سے اپنایا جا رہا ہے، جو کارکردگی اور ماحولیاتی تحفظ دونوں کو یقینی بناتا ہے۔