玄武岩とアラミド繊維強化プラスチックの特別なハイライト

繊維強化プラスチックは、強化フィラーとマトリックスと呼ばれるプラスチック樹脂の混合物です。 この手法により、複合材料の引張強度と曲げ弾性率が向上します。これらのフィラーは、材料の熱たわみ温度を上昇させるだけでなく、収縮や反りに耐えるようにします。これらの属性が強化される程度は、繊維とマトリックスの機械的特性、互いに対するそれらの体積、およびマトリックス内の繊維の長さと配向に依存します。繊維強化プラスチックの製造には、多くの有機および無機フィラーが使用されています。炭素繊維は現在自動車業界でますます使用されており、ニュースになっていることが多いので、聞いたことがあるかもしれません。しかし、他にも有用な繊維強化ポリマーがたくさんあります！この投稿では、繊維状ミネラルフィラー玄武岩とケブラーなどの人工アラミド繊維に焦点を当てています。 ^TM

玄武岩繊維

玄武岩繊維は火山岩に含まれています。 これらは、採石場から採掘された玄武岩から作られた非常に細い繊維で、他にはない方法で粉砕、洗浄、溶解されています。材料が追加されました。玄武岩は、斜長石、輝石、かんらん石の鉱物で構成されています。繊維を作るために、玄武岩は約1,400°C（2550°F）の温度で溶かされ、次に小さなノズルを通して押し出されて連続フィラメントを生成します。玄武岩繊維は、優れた耐食性、高い耐摩耗性、および固有の耐火性を備えていることが知られています。また、低温での性能を維持し、UVまたは電磁放射下で劣化しないことでも知られています。 1995年以前は、軍事および航空宇宙用途で使用される玄武岩繊維技術は、米国政府によって分類されていました。

玄武岩の強度はグラスファイバーや炭素繊維よりも高く、鋼よりもわずかに劣ります。 また、玄武岩複合プラスチックは、より耐水性があり、化学的に安定しています。玄武岩は耐火性があり、繊維のフィラメント径が人間の呼吸限界をはるかに超えているため、アスベストの代わりに使用されます。車体、スポーツ用品、船体、風車のブレード、コンクリート補強材、カメラの三脚などに使用されています。

アラミド繊維

アラミド繊維は合成繊維であり、芳香族ポリアミドとして知られるファミリーから作られています。連邦取引委員会は、アラミド繊維を、繊維形成物質が長鎖合成ポリアミドであり、アミド結合（-CO-NH-）の少なくとも85％が2つの芳香環に直接結合している製造繊維と定義しています。 最もよく知られているのは、警察や軍隊が着用する保護ベストに使用されているKevlar™です。 アラミド繊維は、1965年にデュポンによって最初に開発され、1973年に市販されました。他のアラミド繊維は、Nomax、Conex、Arawin、New Star、X-Fiper、Kermelの商品名で知られています。

Kevlar™は、アラミド織りと呼ばれる特別な織り方を使用して作られています。 腐食や熱に強いです。非常に軽量で、丈夫で柔軟性があります。融点はありませんが、500℃で劣化し始めます。 Kevlar™は、結合が繊維軸に沿って整列している化学構造を持っています。この構造は、柔軟性と耐摩耗性に加えて、アラミドに優れた強度を与えます。塩素はケブラーを劣化させ、この強力な物質に損傷を与える可能性のある数少ない物質の1つになります。

ケブラーは防弾チョッキとボディアーマーを作るために使用されます。また、自転車のフレームやボートの船体の製造にも使用され、アスベストの代わりにブレーキパッドやライニングの代わりに使用されます。ノーメックス™と呼ばれるこの素材の別のバリエーションは、耐火スーツ、ヘルメット、手袋の製造に使用されます。アラミドは、テニスラケット、ホッケースティック、ランニングシューズ、スキーのひもを作るためにも使用されます。

その他の無機強化繊維には、ガラス、カーボン、ホウ素などがあります。今後数週間以内に登場するこれらの繊維強化ポリマーに関する投稿にご期待ください。

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