슈퍼섬유 아라미드 섬유는 아미드기 중 85% 이상이 벤젠환과 직접적으로 결합된 폴리아미드를 지칭하고 있습니다. 파라계 아라미드 섬유는 대표적인 폴리파라페닐렌테레프탈아미드를 농황산에 녹여 액정방사법에 의해 제조한 케블라 등이 있습니다. 메타계 아라미드 섬유는 열안전성이 우수합니다. 아래글에서 슈퍼섬유 아라미드 섬유, 파라계 아라미드, 메타계 아라미드 섬유 알아보겠습니다.
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슈퍼섬유 아라미드 섬유
아라미드 섬유는 아미드기 중 85% 이상이 벤젠환과 직접적으로 결홥된 폴리아미드를 이야기 하며 이 경우 벤젠환과 아미드기의 결합위치에 따라서 파라계와 메타계로 분류 됩니다. 보통 파라계 아라미드의 경우 강력과 탄성률이 매우 우수하고 메타계 아라미드는 열안정성이 상당히 우수한 부분이 있습니다.
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파라계 아라미드 섬유
듀퐁사의 케블라 섬유
폴리파라페닐렌테레프탈아미드를 농황산에 녹여서 액정방사법에 의해서 제조한 후 듀퐁사의 케블라 등이 있습니다. 파라계 아라미드는 분자사슬 구조가 경직한 막대형 이기 때문에 농황산내에서 일정 농도 범위에서 엔트로피적 요인에 의해서 고분자 사슬이 자발배향 하여 액정상을 형성하게 됩니다.
슈퍼섬유
또한 아미드기에 의한 분자간 수소결합으로 결합력이 높아서 건습식 방사법으로 섬유를 제조하면 기계적 강도와 내열성이 모두 매우 높은 슈퍼 섬유를 얻을 수 있습니다. 따라서 파라계 아라미드 섬유는 방탄복 및 헬멧 섬유강화플라스틱용 보강소재, 로프, 석면대체용 소재 등과 같이 높은 강도와 탄성률이 요구되는 곳에 사용됩니다.
고성능 보강소재 사용
중요한 시장 점유율을 보시면 마찰재 봉지재 패킹류 분야 20~25% 타이어 보강재 분야, 산업용 고무 보강재 분야, 방탄복, 방건복, 차량용 텐트등과 같은 고성능 산업용 분야, 우주항공및 전자재료용 FRP분야 그리고 광섬유 케이블 로프 네트 분야 정도 입니다. 향후 에너지 절약을 위한 고성능 경량화 부품 소재의 중요성이 부각되면서 고성능 보강소재로서의 사용량이 증가할 것이므로 각 분야의 시장 점유율이 점차 높아질 것으로 예상되는 부분입니다.
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메타계 아라미드 섬유
우수한 열안정성 강도 보존
메타계 아라미드 섬유인 듀퐁사의 노멕스나 데이진사의 코넥스는 폴리메타페닐렌이소프탈아미드를 디메틸포름아미드에 용해하고 이를 건식방사하여 제조합니다. 고분자가 굴곡구조를 갖고 있어서 액정상의 형성이 불가능합니다. 강도와 신도는 나일론66및 6과 큰차이가 없으나 전방향족 폴리아미드 구조의 안정성으로 인해서 200ºC 도에서 1000시간 노출한 경우에도 88%의 강도가 보존될 만큼 열안정성이 우수합니다.
안정적인 열안정성의 보존
따라서 고온에서 장시간 노출하는 경우에도 88%의 강도가 보존되는 만큼 열안정성이 우수한 부분이 있습니다. 따라서 고온에서 장시간 노출이 되어도 좋은 용도로 사용하기에 매우 적합한 고온용 필터 혹은 내열용 피복 재료로 많이 사용되고 있는 사항입니다.
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슈퍼섬유 아라미드 섬유, 파라계 아라미드, 메타계 아라미드 섬유 마무리
슈퍼섬유, 아라미드 섬유는 아미드기 중 85% 이상이 벤젠환과 직접적으로 결홥된 폴리아미드 이며 파라계 아라미드 섬유의 경우 폴리파라페닐렌테레프탈아미드를 농황산에 녹여서 액정방사법에 의해서 제조한 후 듀퐁사의 케블라가 있습니다.
메타계 아라미드 섬유의 경우 듀퐁사의 노멕스나 데이진사의 코넥스는 폴리메타페닐렌이소프탈아미드를 디메틸포름아미드에 용해합니다. 이후에 이를 건식방사하여 제조하는 방법 입니다.