Aplicação de cerâmicas avançadas na indústria têxtil
Os materiais cerâmicos utilizados na fabricação de componentes têxteis devem possuir alta dureza, alta resistência e excelente resistência à corrosão. Os materiais cerâmicos mais comuns para a fabricação de componentes têxteis podem ser categorizados em quatro tipos principais: cerâmica de alumina, cerâmica de titânia, cerâmica de zircônia e cerâmica de alumina reforçada com zircônia.
Cerâmica de alumina Apresentam alta dureza, boa estabilidade química, resistência a altas temperaturas e excelente resistência ao desgaste, tornando-os adequados para processos como fiação, trefilação, estiragem, tecelagem e tricô.
Cerâmica de titânia Oferecem boa resistência ao desgaste e condutividade, tornando-os adequados para racks de fios, máquinas de estiramento, fiação e processos de enrolamento.
Cerâmica de zircônia Apresentam boa resistência ao desgaste, estabilidade química, resistência a altas temperaturas e alta tenacidade, tornando-as adequadas para fiação, estiramento e corte de seções de linha.
Cerâmica de alumina reforçada com zircônia Combinam alta dureza, boa resistência ao desgaste, estabilidade química e certo grau de tenacidade, tornando-os adequados para guias de linha, cortadores de linha, máquinas de fiação e estiramento.
Atualmente, os componentes cerâmicos têxteis são amplamente classificados em três categorias: discos de fricção, cortadores de linha e guias de linha.
1. Os discos de fricção podem ser divididos em dois tipos com base no material: um tipo são os discos rígidos, como os discos totalmente cerâmicos, os discos cerâmicos pulverizados por plasma e os discos de areia diamantada; o outro tipo são os discos de material macio, como os discos de fricção de poliuretano. A vantagem dos discos de fricção cerâmicos reside na sua resistência ao desgaste, o que lhes permite manter a sua estrutura superficial por um longo período, garantindo uma qualidade estável do fio.
2. Cortadores de linha são comumente encontrados em máquinas de enrolamento automáticas, como tesouras para portas de ar e tesouras de tensão. As máquinas de enrolamento automáticas são equipamentos essenciais na indústria têxtil para melhorar a qualidade do enrolamento de fios para exportação e geração de divisas. As tesouras de cerâmica possuem alta dureza (1300~3000 HV), excelente desempenho em altas temperaturas, boa dureza, excelentes propriedades antiaderentes e boa estabilidade química.
3. Os guias de linha são indispensáveis em equipamentos de tecelagem. A tendência para produção em alta velocidade e diversidade de fibras exige guias de linha de cerâmica com maior precisão, melhor acabamento superficial e menor consumo de energia. Nos últimos anos, diversos guias de linha de cerâmica foram desenvolvidos, entre os quais a cerâmica de titânia se destaca como guia de linha para fiação de alta velocidade, pois impede o acúmulo de pó branco causado pela eletricidade estática por atrito entre a linha e a cerâmica, evitando assim a diminuição da qualidade do fio ou sua quebra. Isso se deve às propriedades semicondutoras dos materiais de titânia, que também apresentam dureza relativamente alta e boa resistência ao desgaste.
O escopo de aplicação da cerâmica de engenharia na engenharia têxtil é amplo. Além dos principais componentes mencionados acima, inclui também bicos de fiação de cerâmica, que estabilizam a fiação do fio; componentes rotativos de cerâmica de alta precisão usados em processos de estiramento, deformação, enrolamento e torção de fios, ajudando a reduzir falhas durante a produção contínua e a simplificar ou reduzir os procedimentos operacionais; pinhões de acionamento de cerâmica para teares, cuja menor densidade reduz a inércia de movimentos intensos; e deslizadores de cerâmica de zircônia, componentes essenciais em máquinas de tecelagem, que possuem baixíssimo atrito estático e dinâmico e excelente operação a seco.
Tipos e características de produtos têxteis cerâmicos:
1. Têxteis de fibra cerâmica:
As fibras cerâmicas são fibras inorgânicas com dupla função de isolamento térmico e resistência ao fogo, compostas principalmente de alumina e sílica. Geralmente, são classificadas em duas categorias principais com base no teor de alumina: fibras de silicato de alumínio e fibras de alumina. As fibras de silicato de alumínio são fibras dispersas produzidas pela fusão de matérias-primas e por meio de processos de fiação ou sopro, enquanto as fibras de alumina são fibras de filamento contínuo produzidas pela fiação de matérias-primas fundidas.
Os produtos de fibra cerâmica possuem características tanto de materiais cerâmicos quanto de produtos têxteis, como alta resistência à temperatura, boa estabilidade química, excelente desempenho de isolamento térmico, boa absorção sonora e resistência relativamente alta. Portanto, são amplamente utilizados em indústrias como petroquímica, elétrica e metalúrgica para isolamento e engenharia refratária.
Em comparação com as fibras orgânicas, as fibras cerâmicas apresentam baixa capacidade de fiação e desvantagens como fragilidade, quebra fácil sob ação mecânica durante o processamento, superfícies extremamente lisas que resultam em baixo entrelaçamento entre as fibras e dificuldades na formação de mantas ou filamentos. Além disso, as fibras cerâmicas exibem baixa absorção de umidade e condutividade, levando a uma forte eletricidade estática durante o processamento. Portanto, o processamento e a fabricação desses produtos exigem melhorias tecnológicas correspondentes.
2. Têxteis cerâmicos funcionais:
Diversos pós cerâmicos ultrafinos possuem propriedades únicas e grandes áreas de superfície. Por exemplo, o pó de óxido de zinco apresenta boa absorção e reflexão da luz ultravioleta, prevenindo eficazmente o surgimento de doenças como o câncer de pele; cristais de zircônia monoclínica podem absorver energia externa e emitir raios infravermelhos distantes, semelhantes ao espectro de ondas biológicas do corpo humano. As tecnologias de produção para o desenvolvimento de têxteis funcionais de cerâmica se dividem principalmente em duas categorias: adição de pós cerâmicos durante o processamento de fibras químicas, ou seja, adição de pós cerâmicos durante a fiação por fusão para conferir certos efeitos funcionais às fibras sintéticas longas ou curtas produzidas; e utilização de métodos de revestimento superficial, ou seja, dispersão uniforme de pós cerâmicos em aglutinantes e sua aplicação em tecidos para formar filmes funcionais.
Os materiais cerâmicos mais utilizados para proteção UV são óxidos metálicos de alto índice de refração, como o óxido de zinco e o dióxido de titânio. Os têxteis cerâmicos desodorizantes utilizam principalmente materiais como carvão ativado, óxido de zinco, sílica, alumina, óxido de magnésio, etc. Os têxteis que contêm pós cerâmicos de óxido com partículas de tamanho inferior a submicrômetro apresentam certos efeitos antibacterianos.
Em comparação com outros têxteis funcionais, o advaA importância dos têxteis funcionais de cerâmica reside na sua capacidade de desempenhar funções únicas, como exemplificado pelos materiais mencionados anteriormente. No entanto, os desafios enfrentados pelos profissionais da indústria incluem aumentar a relação custo-benefício das aplicações de cerâmica em têxteis, acelerar o processo de industrialização de produtos têxteis de cerâmica, explorar o potencial de mercado e melhorar a produção.Qualidade do produto, redução dos custos de produção e rápida tradução dos resultados da pesquisa em produtividade.
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