Vectran
Vectran je obchodní značka textilních vláken z aromatických polymerů na bázi kapalných krystalů (LCP).
Název Vectran se také používá jako souhrnné označení pro LCP vlákna (až do roku 2024 jediné komerčně vyráběné vlákno tohoto druhu).[1]
Vectran vyrábí od roku 1991 japonská firma Kuraray. Je pokládán za výrobek druhé generace ve vývoji vláken LCP[2], pro kterou jsou výchozí surovinou termotropické polymery. (K první generaci se počítají aramidy jako např. Kevlar a Twaron vyráběné z lyotropických polymerů).[3]
Výrobní kapacita vectranu se ve 2. dekádě 21. století udávala s 1000 tunami ročně,[4] prodejní cena se ve 3. dekádě (do 2024) pohybovala od 7 do 12,50 €/kg.[5]
Způsob výroby
[editovat | editovat zdroj]Aromatický (ko)polymer se tvoří samokondenzací z HBA (p-Hydroxy Benzoic Acid) a HNA (6-hydroxy naphtoic acid). Polymer se zvlákňuje tavením za působení smykového tlaku. Vlákno (s vysokou orientací molekulového řetězce) se potom zahřívá v inertním ovzduší, při čemž se odstraňují nežádoucí příměsi a značně zvyšuje pevnost materiálu. Dloužení není možné, proto musí tvar a rozměry zvlákňovacích trysek odpovídat finální jemnosti vlákna.[3]
Konečný výrobek je nejčastěji multifilament (s elementárními vlákny 6-8 dtex) ve variantách:
vysoce pevný (HT) a s vysokým modulem pružnosti (HU)
Dodává se však také stříž na přízi 33 a 50 tex a sekaný (chopped) na 1, 3 a 6 mm na zpevnění kompozitů[4] a monofilní příze (33 dtex).[6]
Vlastnosti
[editovat | editovat zdroj]Vectran zčásti konkuruje se svými vlastnostmi aramiddovým, HMPE (dyneema, spectra) a PBO (zylon (PBO)) vláknům v použití pro speciální účely.
- V následující tabulce jsou porovnány některé fyzikální vlastnosti vectranu a para-aramidů:[4]
| Vlastnosti | Vectran | Para-aramidy | ||
|---|---|---|---|---|
| HT | HU | HT | HU | |
| Vlákno: hustota (g/cm3) |
1,41 | 1,40 | 1,44 | 1,44 |
| rozklad (°C) | >400 | >400 | >400 | >400 |
| LOI | 28 | 30 | 30 | 30 |
| Příze: jemnost (tex/f) |
167/300 | 167/200 | 167/1000 | 167/1000 |
| pevnost (cN/dtex) | 24,2 | 21,5 | 20,3 | 20,8 |
| tažnost (%) | 4,0 | 2,8 | 3,6 | 2,4 |
| Youngův modul (cN/dtex) | 530 | 740 | 490 | 781 |
| Chemikálie | Vectran (%) |
Aramidy (%) |
|---|---|---|
| H2SO4 | 96 | 40 |
| HNO3 | 95 | 23 |
| aceton | 99 | 99 |
| NH4OH | 35 | 95 |
- Účinek některých chemikálií na vectran a aramidy je vyjádřen v % zbývající pevnosti vlákna po jejich působení - viz tabulka vpravo
- Vectranové příze snáší oděr 22 kilocyklů, HMPE 24, aramidové 8 cyklů
- Ohybový test (počet kiloohybů do přeržení) vykazuje: vectran 115, aramid 41, zylon (PBO) 24
- Odolnost proti pořezání příze: Oproti 100 % u vectranu dosahují aramidy 73 % a (konvenční) polyestery 4 %[3]
- Vectran má téměř nulovou navlhavost, vysokou odolnost proti deformaci (teplem a tlakem) a proti nárazům.[7]
Použití
[editovat | editovat zdroj]Ve 2. dekádě 21. století uváděla firma Kuraray použití Vectranu následovně:
30 % elektronika, 25 % lana a provazy, 15 % rybářské a jiné sítě, 25 % ostatní sektory.
Zvláštní případy použití byly např. airbagy pro raketu k Marsu, obaly nádrží na tekutý plyn, kotevní lana k naftovým těžním věžím.[4]
Literatura
[editovat | editovat zdroj]- Veit: Fibers, Springer Nature 2022, ISBN 978-3-031-15309-9, str. 774-777
Reference
[editovat | editovat zdroj]- ↑ Vectran-Super Fiber from Thermotropic Crystals of Rigid-Rod Polymer [online]. Journal of Enfineering, 2021-04-26 [cit. 2024-01-14]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Polymerní materiály [online]. EU-Jointraining, 2009 [cit. 2024-10-19]. Dostupné online.
- ↑ a b c Bhat: Structure and Properties of High-Performance Fibers, Woodhead Publishing 2017, ISBN 978-0-08-100550-7, str. 111-140
- ↑ a b c d Vectran: Development of High-Functionality Fiber [online]. Hitotsubashi University, 2014 [cit. 2017-06-27]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Stock market history Kuraray (VECTRAN) [online]. Allbrands, 2024-10-18 [cit. 2024-10-19]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Vectran Fiber [online]. Swicofil, 2021-04-26 [cit. 2024-01-14]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Vectran® Fiber [online]. Warwick Mills, 2017 [cit. 2017-06-27]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2010-02-16. (anglicky)