Eeloksüdeeritud polüakrüülnitriilkiust lausriie (lühendatult PAN eeloksüdeeritud kiust lausriie) on funktsionaalne lausriie, mis on valmistatud polüakrüülnitriilist (PAN) ketramise ja eeloksüdeerimise teel. Selle põhiomaduste hulka kuuluvad suurepärane vastupidavus kõrgele temperatuurile, leegiaeglustus, korrosioonikindlus ja teatav mehaaniline tugevus. Lisaks ei sula ega tilgu see kõrgel temperatuuril, vaid karboniseerub aeglaselt. Seetõttu kasutatakse seda laialdaselt olukordades, kus ohutuse ja ilmastikukindluse nõuded on äärmiselt kõrged. Järgnevalt on esitatud üksikasjalik selgitus mitme peamise rakendusvaldkonna kohta, hõlmates rakendusstsenaariume, põhifunktsioone ja tootevorme:
1Tulekaitse ja päästeväljak
Tulekaitse on üks hapnikuga rikastatud filamentkiust lausriide põhilisemaid rakendusi. Selle leegiaeglustavad ja kõrgele temperatuurile vastupidavad omadused tagavad otseselt personali ohutuse. Peamised rakendusvormid on järgmised:
Tulekaitseriietuse sisemine kiht/soojusisolatsioonikiht
Tuletõrjeülikonnad peavad vastama nii leegiaeglustuse kui ka soojusisolatsiooni nõuetele: välimine kiht on tavaliselt valmistatud ülitugevast leegiaeglustavast materjalist, näiteks aramiidist, samas kui keskmine soojusisolatsioonikiht on valmistatud eeloksüdeeritud filamentkiust. See säilitab struktuurilise stabiilsuse kõrgetel temperatuuridel (200–300 ℃), blokeerib tõhusalt leegi kiirgus- ja juhtivat soojust ning hoiab ära tuletõrjujate naha põletushaavade tekkimise. Isegi lahtise leegi käes ei sula ega tilgu see (erinevalt tavalistest keemilistest kiududest), vähendades sekundaarsete vigastuste ohtu.
Märkus:Eeloksüdeeritud filamentkiust lausriide pinnatihedust (tavaliselt 30–100 g/㎡) saab vastavalt kaitsetasemele reguleerida. Suurema pinnatihedusega toodetel on parem soojusisolatsioon.
Avariiväljapääsu varustus
➤Tuletõrjetekk: Tuletõrjevarustus kodudesse, kaubanduskeskustesse, metroodesse ja mujale. See on valmistatud eelnevalt hapnikuga rikastatud filamentkiust ja klaaskiust. Tulega kokkupuutel moodustab see kiiresti "leegiaeglustava barjääri", kattes inimkeha või mässides tuleohtlikke materjale, et isoleerida hapnikku ja kustutada tulekahju.
➤Tulekindel mask/hingamismask: Tulekahjus sisaldab suits suures koguses mürgiseid gaase. Näomaski suitsufiltri kihi alusmaterjalina saab kasutada eelnevalt hapnikuga rikastatud filamentkiudu. Selle kõrge temperatuurikindel struktuur hoiab ära filtrimaterjali purunemise kõrgetel temperatuuridel. Koos aktiivsöe kihiga suudab see filtreerida välja mõned mürgised osakesed.
2Tööstuslik kõrge temperatuurikindel kaitseväli
Tööstuskeskkonnas puututakse sageli kokku äärmuslike keskkondadega, nagu kõrge temperatuur, korrosioon ja mehaaniline hõõrdumine. Eelhapnikuga rikastatud filamentkiust lausriide ilmastikukindlus võib lahendada traditsiooniliste materjalide (nt puuvilla ja tavaliste keemiliste kiudude) kerge kahjustumise ja lühikese eluea probleemid.
➤Kõrgtemperatuuriliste torustike ja seadmete isolatsioon ja soojuse säilitamine
Keemia-, metallurgia- ja energeetikatööstuses kasutatavad kõrgtemperatuurilised torustikud (näiteks aurutorustikud ja ahjude korstnad) vajavad väliseid isolatsioonimaterjale, mis on nii „leegiaeglustavad“ kui ka „soojusisoleerivad“. Eelnevalt hapnikuga rikastatud filamentkiust lausriidest saab valmistada rulli või hülsi ja otse torude pinna ümber mähkida. Selle madal soojusjuhtivus (umbes 0,03–0,05 W/(m · K)) võib vähendada soojuskadu ja takistada isolatsioonikihi põlemist kõrgetel temperatuuridel (traditsioonilised kivivillast isolatsioonikihid on altid niiskust imama ja tekitavad palju tolmu, samas kui eelhapnikuga rikastatud filamentkiust lausriie on kergem ja tolmuvaba).
Tööstuslikud filtrimaterjalid (kõrgtemperatuuriline suitsugaaside filtreerimine)
Jäätmepõletustehaste ja terasetehaste suitsugaaside temperatuur võib ulatuda 150–250 ℃-ni ja need sisaldavad happelisi gaase (näiteks HCl, SO₂). Tavalised filterkangad (näiteks polüester, polüpropüleen) on altid pehmenemisele ja korrosioonile. Eelhapnikuga rikastatud filamentkiust lausriie on tugeva happe- ja leeliskindlusega ning sellest saab valmistada filterkotte kõrge temperatuuriga suitsugaaside otsefiltreerimiseks. Samal ajal on sellel teatav tolmu kinnipidamise efektiivsus ja seda kombineeritakse sageli PTFE (polütetrafluoroetüleen) kattega korrosioonikindluse suurendamiseks.
➤Mehaaniline kaitsetihend
Kõrge temperatuuriga seadmete, näiteks mootorite ja katelde väliskestade ja sisemiste komponentide vahel on vaja tihendusmaterjale vibratsiooni ja kõrgete temperatuuride isoleerimiseks. Eelnevalt hapnikuga rikastatud filamentkiust lausriidest saab valmistada stantsitud tihendeid. Selle kõrge temperatuuritaluvus (pikaajaline töötemperatuur ≤280 ℃) aitab vältida tihendite vananemist ja deformeerumist seadmete töötamise ajal ning samal ajal puhverdab mehaanilist hõõrdumist.
3Elektroonika ja uued energiaväljad
Elektroonilistel ja uutel energiatoodetel on materjalide "leegiaeglustus" ja "isolatsioon" osas ranged nõuded. Eelnevalt hapnikuga rikastatud filamentkiust lausriie võib asendada mõningaid traditsioonilisi leegiaeglustavaid materjale (näiteks leegiaeglustavat puuvilla ja klaaskiust kangast).
➤Leekiaeglustav eraldus-/soojusisolatsioonipadi liitiumakudele
Liitiumakud (eriti võimsuspatareid) on ülelaadimise või lühise korral altid „termilisele läbimurdele“, mille korral temperatuur tõuseb järsult üle 300 ℃. Eelnevalt hapnikuga rikastatud filamentkiust kangast saab liitiumakude „ohutuseraldajana“ kasutada, asetades selle positiivse ja negatiivse elektroodi vahele: sellel on normaalse töö ajal teatud isoleerivad omadused, mis takistavad lühiseid positiivse ja negatiivse elektroodi vahel. Termilise läbimurde korral see ei sula, säilitab konstruktsiooni terviklikkuse, aeglustab soojuse hajumist ning vähendab tule- ja plahvatusohtu. Lisaks kasutab akupaki korpuse sisemus samuti eelnevalt hapnikuga rikastatud filamentkiust kangast isoleerpadjana, et vältida soojusülekannet akuelementide ja korpuse vahel.
➤Elektroonikakomponentide pakendamise isoleermaterjalid
Elektroonikakomponentide, näiteks trükkplaatide ja trafode pakendid peavad olema isoleeritud ja leegiaeglustavad. Eelnevalt hapnikuga rikastatud filamentkiust saab valmistada õhukesi (10–20 g/㎡) isoleerkilesid ja kinnitada komponentide pinnale. Selle kõrge temperatuuritaluvus võimaldab kohaneda elektroonikaseadmete töötamise ajal tekkiva lokaalse kuumenemisega (näiteks trafo töötemperatuur ≤180 ℃) ning samal ajal vastata UL94 V-0 leegiaeglustava standardi nõuetele, et vältida komponentide lühiseid ja tulekahjusid.
4Muud eriväljad
Lisaks ülalmainitud põhistsenaariumidele mängib eelhapnikuga rikastatud filamentkiust lausriie rolli ka mõnes spetsialiseeritud ja nišivaldkonnas:
➤Lennundus ja kosmos: kõrge temperatuurikindlad komposiitmaterjalist aluspinnad
Õhusõidukite mootoriruumide ja kosmosesõidukite termiliste kaitsesüsteemide jaoks on vaja kergeid ja kõrgele temperatuurile vastupidavaid komposiitmaterjale. Eeloksüdeeritud filamentkiust lausriiet saab kasutada "eelvormina" ja kombineerida vaikudega (näiteks fenoolvaiguga) komposiitmaterjalide moodustamiseks. Pärast karboniseerimist saab sellest edasi valmistada süsinikkiust komposiitmaterjale, mida kasutatakse kosmosesõidukite kõrgele temperatuurile vastupidavates komponentides (näiteks ninakoonused ja tiibade esiservad), et taluda üle 500 ℃ kõrge temperatuuriga gaasivoogude erosiooni.
➤Keskkonnakaitse: Kõrge temperatuuriga tahkete jäätmete töötlemise filtrimaterjalid
Meditsiinijäätmete ja ohtlike jäätmete põletamise järgselt kõrge temperatuuriga jääkide (temperatuuriga umbes 200–300 ℃) töötlemisel on vaja filtrimaterjale jääkide eraldamiseks gaasist. Eelnevalt hapnikuga rikastatud filamentkiust lausriie on tugeva korrosioonikindlusega ja sellest saab valmistada filterkotte kõrge temperatuuriga jääkide filtreerimiseks, vältides filtrimaterjali korrodeerumist ja purunemist. Samal ajal hoiab selle leegiaeglustav omadus ära jäägis sisalduvate tuleohtlike ainete filtermaterjali süttimise.
➤Kaitsevarustus: Spetsiaalsete ülikondade lisatarvikud
Lisaks tulekustutusülikondadele kasutatakse ka spetsiaalsete toimingute, näiteks metallurgia, keevitamise ja keemiatööstuse tööriietuses eelnevalt hapnikuga rikastatud filamentkiudu vooderdusena kergesti kuluvates osades, näiteks mansettides ja dekolteedel, et parandada kohalikku leegiaeglustit ja kulumiskindlust ning vältida sädemete süttimist riiete töötamise ajal.
Kokkuvõtteks võib öelda, et rakenduse olemuseelhapnikuga rikastatud filamentkiust lausriieseisneb selles, et selle põhiomadustele – „leegiaeglustus + kõrge temperatuurikindlus“ – tuginetakse traditsiooniliste materjalide ohutusriskide või toimivuspuudujääkide kõrvaldamisel äärmuslikes keskkondades. Ohutusstandardite paranemisega sellistes tööstusharudes nagu uute energiaallikate ja tipptasemel tootmine laienevad selle rakendusstsenaariumid veelgi rafineeritud ja kõrge lisandväärtusega valdkondadesse (näiteks mikroelektroonikakomponentide kaitsmine ja paindlike energiasalvestusseadmete isolatsioon jne).
Postituse aeg: 18. september 2025