نومکس  Nomex ®

نومکس ماده‌ای (متریالی) از شاخه متا آرامیدها  است که مقاومت بالایی در برابر آتش دارد  و در سال ۱۹۶۰  توسط شرکت آمریکایی دوپونت تولید و هفت سال بعد با برند nomex روانه بازار شد. این ماده به صورت شیت‌های پلیمری و همچنین به صورت لیف (الیاف – نخ) به بازار عرضه می‌شود.

پارچه‌ای که با این لیف تولید می‌شود، شبیه به الیاف پارچه لباس عادی می‌باشد، و به خاطر مقاومت زیاد در برابر گرما، آن را با ویژگی آتش نگرقتن و ذوب نشدن نیز می‌شناسند. آرامید به طور گسترده در تولید پوشاک محافظ، تصفیه هوا، عایق‌های حرارتی و الکتریکی و همچنین به عنوان یک جایگزین برای آزبست استفاده می‌شود. متا آرامید نیز در هلند و ژاپن تحت نام تجاری کانکس، در کشور کره توسط شرکت تورای با نام تجاری آراوین، در چین توسط یانتای تایهو تحت نام تجاری ستاره جدید (به انگلیسی: New Star)، تولید می‌شود. 

نومکس و دیگر محصولات آرامیدی از خانواده نایلون‌ها هستند اما در زنجیر پلیمری خود ترکیبات آروماتیک دارند و به همین دلیل صفت و محکم‌اند.

ویلفرد سوینتی ( Wilfred Sweeny ) مسئول اختراع و تولید این ماده در شرکت دوپونت در سال ۲۰۰۲ برای تولید این ماده برنده مدال لاوازیه در رشته شیمی شد.

nomex

نحوه تولید
نومکس از طریق پلیمریزاسیون تراکمی ( condensation reaction ) منومرهای متا فنیل دی آمین ( m-phenylenediamine ) و ایزو فتالوئیل کلرید ( isophthaloyl chloride ) تولید می‌شود.

الیاف نومکسنخ نومکس

مهم‌ترین ویژگی آن ضد آتش بودن است 

وحشتناک‌ترین کابوس یک راننده ماشین مسابقه‌ای فرمول یک تصادف است. شما در یک ماشین مسابقه با سرعت ۳۰۰ کیلومتر بر ساعت در حال رانندگی هستید ، ناگهان لاستیک خودرو می‌ترکد و شما به شدت تصادف می‌کنید ، هنگامی که شما از تصادف جان سالم به در برده اید ، انرژی بیش از حد در تصادف باعث بالا رفتن حرارت در باک ماشین شده و باعث اتش سوزی می‌شود و ماشین شما که قرار شما رو به پیروزی برساند تبدیل به یک گلوله آتشین می‌شود .

نومکس

شما موفق به خروج از ماشین می‌شوید اما اکنون یک تهدید خطرناک تر وجود دارد ، لباس شما آتش می‌گیرد ، خوشبختانه شما یک لباس ضد آتش داخلی از جنس نومکس (Nomex) پوشیده‌اید ، بنابراین همانطور که از ماشین به بیرون پرتاب می‌شوید آتش همه چیز را به خودش می‌گیرد ضربه خورده‌اید اما آسیب ندیده اید، شما زندگی خود را مدیون یک قطعه شیمیایی شگفت انگیز هستید. اجازه دهید نگاهی دقیق تر به پارچه نومکس و کاربردهای آن بیاندازیم 

نومکس چیست ؟
نومکس نام تجاری یک پارچه نسوز ، ضد حرارت و شعله ساخته شده توسط شرکت دوپنت است .به لحاظ فنی پارچه نومکس ترکیبی از پلیمر پلی آمید آروماتیک است (در اصل پارچه نومکس به لحاظ اختراع پارچه پلی کربن آمید نامیده می شود) اما اجازه دهید این پارچه را با همان نام نومکس بشناسیم.

چاره‌ی ساخت مواد مصنوعی ساختن آنها در آزمایشگاه شیمی است. پارچه‌های مواد مصنوعی (مانند پلی استرها ، نایلون ها و ..) همگی مصنوعی هستند و بدست مهندسین شیمی با مواد شیمیایی در آزمایشگاه‌ها ساخته می‌شوند. این پارچه ها دقیقا نقطه مقابل پارچه هایی با الیاف طبیعی هستند مانند نخ پشم (که از پشم حیوانات ساخته می شوند) و پنبه که از گیاهان ساخته می شوند (کتان) .

نخ آرامید

الیاف آرامید (به انگلیسی: Aramid fibers) یک نوعی از الیاف مقاوم در برابر حرارت و الیاف مصنوعی قوی می‌باشند. آرامیدها در هوا فضا و برنامه‌های نظامی، زره بالستیک و در لاستیک اتومبیل‌ها کاربرد دارد، و یک جایگزین مناسب برای آزبست (پنبه نسوز) می‌باشد. نام آرامید یک واژه مرکب برگرفته از دو واژه «پلی آمید و آروماتیک» است و به پلی آمیدهای آروماتیک، آرامید گفته می‌شود. آرامیدها، الیافی هستند که در آن مولکول‌های زنجیره‌ای به شدت در امتداد محور لیف هستند(آرایش یافتهو کشیده هستند)، به طوری که قدرت پیوند شیمیایی را می‌توان استفاده کرد.

تعریف کمیسیون فدرال تجارت برای الیاف آرامید:

در یک زنجیر پلیمری پلی آمید مصنوعی که در آن حداقل ۸۵ درصد از ارتباط آمید (-CO-NH-) به طور مستقیم به دو حلقه آروماتیک متصل است.

آماده‌سازی پلیمر

آرامیدها به طور کلی توسط واکنش بین یک گروه آمین و یک گروه هالید کربوکسیلیک اسید ایجاد می‌شود.

n NH2−Ar−COCl → −(NH−Ar−CO)n− + n HCl
شناخته شده‌ترین آرامیدها (کولار، توران، نومکس، ستاره جدید و توران) پلیمرهای AABB هستند.

آروماتیک (پلیمرهای استخلاف نشده) به معنی این است که مولکول‌های نومکس بر روی حلقه‌های متصل از اتم‌ها سوار می‌شوند تا به جای ساختار پلیمری شاخه‌ای باشند.پلی آمید : به این معنی است که مولکول‌های زیادی به یک زنجیره متصل هستند، در شیمی «پلی» به معنی بسیار است بنابراین پلی آمید به معنای «آمیدهای بسیار» است.پلیمر یک اصطلاح مناسب برای پلاستیک است این معمولا به معنی مولکول‌های بزرگ و غول پیکر که از تعداد زیادی «پلی» ساخته شده از تکرار یک واحد به نام «مونومر» است.به طور خلاصه آنچه که در نومکس داریم، یک پارچه ساخته شده توسط بشر که مونومرهای حلقه مانند آنها را به زنجیره‌های سر سخت و سفت و طولانی تبدیل می‌کنند تا بتوانند الیاف بسیار قوی ایجاد کنند (فشرده بودن ساختمان ملکولی الیاف باعث پایداری در مقابل حرارت می‌شود). اگر مولکول‌های نومکس را بشکنیم به چهار عنصر تمیز به نام‌های هیدروژن کربن، اکسیژن و نیتروژن می‌رسیم.آروماتیک پلی آمیدها مانند نومکس اغلب آرامید کوتاه نامیده می‌شوند. کولار (یکی دیگر از پارچه‌های دوپنت) نیز یک آرامید است اما ساختار شیمیایی آن کمی متفاوت‌تر از پارچه نومکس است. نام شیمیایی کامل نومکس «ام-فنیل ان دی آمین ایزو فتالات» است در حالی کولار «پی-فنیل ان دی آمین ترفتالات» است، نومکس از پلیمرهای متا آرامید هستند در حالی کولار از پلیمر پارا آرامیدها هستند.آرامیدها در فرآیند دو مرحله‌ای ساخته می‌شوند. اول، پلیمر ابتدایی با واکنش با مواد آلی شیمیایی (پایه کربن) به منظور ایجاد یک مایع ساخته می‌شوند. سپس در مرحله دوم، مایع برای تولید الیاف جامد، که بعد از آن می‌تواند به پارچه بافته شوند یا تبدیل به ورقه شوند.پارچه نومکس به طور کلی بر پایه ۳ نوع است، می‌تواند خالص از پارچه نومکس استفاده کرد (استفاده ۱۰۰ درصد از نومکس) یا می‌تواند به ۶۰ درصد از کولار ساخته شود یا می‌تواند با کولار یا برخی الیاف آنتی استاتیک مخلوط و ساخته شود.

ویژگی‌های عمومی
مقاومت خوب در برابر سایش
مقاومت خوب در برابر حلال‌های آلی
نارسانا
هیچ نقطه ذوبي ندارد، تخریب از ۵۰۰ درجه سانتی گراد شروع می‌شود
اشتعال پذیری کم
یکپارچگی خوب پارچه در دماهای بالا
حساس به اسیدهای آلی و نمک
حساس به پرتو فرابنفش

موارد استفاده
لباس مقاوم در برابر آتش (برای مثال، لباس MIL-G-181188B نظامی).
لباس محافظ حرارتی و کلاه ایمنی
جلیقه ضد گلوله
مواد کامپوزیت
جایگزینی آزبست (برای مثال لنت‌های ترمز)
پارچه فیلتر هوای گرم
تایر
کائوچو
کابل و طناب
فتیله رقص آتش
سیستم‌های کابل فیبر نوری
پارچه بادبان قایق
محصولات ورزشی
نی ساز بادی
دیافراگم بلندگو
بتن الیافی
رشته تنیس
چوب هاکی (به طور معمول در ترکیب با مواد مانند چوب و کربن)
اسنوبرد
نرده موتور جت

نور ماورای بنفش UV سبب تخریب الیاف آرامید می‌گردد.

انواع محصولات آرامید
آرامیدها خود به دو نوع اصلی پاراآرامید (PPPT) و متاآرامید (PMPI) تقسیم می‌شوند. همانطور که در شکل ۱ و شکل ۲ مشاهده می‌شود، ساختار مولکولی این دو محصول با یکدیگر تفاوت دارد و باعث بوجود آمدن تفاوت‌هایی در خصوصیات آن‌ها می‌شود.

پارا آرامید

متا آرامید

نومکس

به طور کلی پاراآرامیدها شامل کولار، تواران، ونیولون، آرنکا می‌شود. متاآرامیدها نیز شامل نومکس، فنیلون، کنکس، تیجین‌کنکس، KM-21، دورت و اپییل می‌باشند.

چرا پارچه نومکس ضد آتش است؟

نقطه ذوب پارچه نومکس ۳۷۰ درجه سانتی گراد، درجه حرارتی که پارچه به اتو می‌چسبد ۳۰۰ درجه سانتی گراد است بنابراین مقاومت حرارتی آن بسیار بالا است، همچنین مقاومت شیمیایی آن نیز بسیار بالا است (در این مورد نخ تفلون تنها الیافی است که از نومکس بهتر است) و اسیدها و قلیایی‌ها هیچ‌گونه اثری روی آن نمی‌گذارند (البته به جز اسیدها و قلیایی‌های غلظت بالا).

دو ویژگی فوق العاده نومکس آن را بهترین گزینه برای استفاده در لباس‌های راننده‌های ماشین مسابقه‌ای کرده است، اگر چه ممکن وقتی شعله‌ی آتش به صورت مستقیم به سمت آن بگیرید بسوزد ولی به محض اینکه شعله آتش را خاموش می‌کنید آتش پارچه خاموش می‌شود و منبع آتش گسترش پیدا نمی‌کند، به عبارت دیگر پارچه نومکس ذاتا ضد آتش است و اگر هر هر چقدر پارچه نومکس ضخیم‌تر باشد امکان آتش گرفتن آن به مراتب کمتر و کمتر می‌شود به این معنا که زمان می‌برد تا آتش به کل لباسی از جنس پارچه نومکس سرایت کند.

در زمان ثبت اختراع نومکس پنج نمونه پارچه مورد آزمایش قرار گرفتند پارچه‌هایی که از جنس پنبه نسوز و کتان نسوز بودند در زمان کمتر از ۲ ثانیه سوختند و به مدت ۱۳ تا ۴۳۰ ثانیه این آتش ادامه داشت اما پارچه‌هایی که از جنس نومکس بودند خیلی آهسته‌تر (به مدت ۴ ثانیه) مشتعل شدن و در ثانیه ۵ به محض خاموش شدن شعله، آتش نیز خاموش شد

نومکس

کاربردهای نومکس

پارچه نومکس به عنوان یک مانع آتش و گرما است. به استثنا اینکه راننده‌های ماشین‌های مسابقه‌ای از آن استفاده می‌کنند، فضانوردان، آتشنشانان و پرسنل نظامی نیز از آن استفاده می‌کنند. در حالت ورق نومکس ضد آتش کاربردهای زیادی در ماشین دارد از جمله شلنگ‌های حرارت بالا یا در شمع موتور ماشین.

اما نومکس فقط برای ساختن لباس‌های ایمنی و ضد آتش مفید نیست، به خاطر ساختار مولکولی نومکس می‌توان برای عایق کاری تجهیزات الکتریکی، موتورها و ژنراتورها و ترانسفورماتور استفاده کرد.

مانند کولار، نومکس بسیار مقاوم و بسیار سبک است و در صنایع هوافضا کاربردهای زیادی دارد از جمله استفاده در مقاوم سازی تیغه‌های بال‌های هلیکوپتر یا در باله‌های دم هواپیما.

از مهمترین کاربردهای دیگر پارچه نومکس می‌توان در استفاده به عنوان کیسه‌های فیلتر صنعتی نام برد، کیسه نومکس کیسه‌ای با فیلتراسیون گرد و غبار با درجه حرارت بالا است کاربرد عمده این نوع فیلترها سیستم‌های غبارگیر با سایندگی بسیار بالا، کارخانه‌های آسفالت‌سازی، کوره دود در کارخانه سیمان، کوره دود در کارخانه ذوب فلزات، کوره‌های قوس الکتریکی، خشک‌کن‌های با دمای بالا، کوره‌های کوپل و کاربردهای شیمیایی با دمای بالا است.

به دلیل چگالی و فشرده بودن مولکول‌ها در این پارچه نفوذ پذیری گرد و غبار در این نوع فیلتر از جنس نومکس بسیار پایین است.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.