Вектран (Vectran) — штучне волокно, виготовлене з рідкокристалічного полімеру (liquid-crystal polymer, LCP). Назва «Vectran» також використовується як збірний термін для позначення LCP-волокон (оскільки станом на 2024 це єдине волокно цього типу, що виробляється комерційно).

Вектран створений корпорацією , а з 1991 року виготовляється японською компанією . Він вважається продуктом другого покоління в розробці LCP-волокон, для яких вихідним матеріалом є термотропні полімери (перше покоління включає араміди, такі як кевлар і тварон, які виготовляються з ліотропних полімерів).

Потужність виробництва вектрану у другому десятилітті XXI століття становила 1000 тонн на рік, а ціна продажу у третьому десятилітті (до 2024 року) коливалася від 7 до 12,50 євро/кг.

Виготовлення Хімічно вектран — це ароматичний поліестер. Він отримується шляхом поліконденсації та 6-гідроксинафталін-2-карбонової кислоти і формується з розплаву під тиском зсуву. Після цього волокно нагрівається в інертній атмосфері, що видаляє небажані домішки та значно підвищує міцність матеріалу. неможливо, тому форма та розміри фільєр повинні відповідати кінцевій тонкості волокна.

Кінцевий продукт найчастіше являє собою мультифіламент з елементарними волокнами щільністю 6-8 дтекс у двох варіантах: HT (висока міцність) та HU (високий модуль пружності).

Для армування композитів та виготовлення (33 дтекс) також доступні нитки щільністю 33 та 50 текс і рубані нитки на 1, 3 та 6 мм.

Властивості Своїми властивостями вектран частково конкурує з волокнами з арамідів, (, ) та PBO().

Нижче наведено таблицю з порівнянням деяких фізичних властивостей вектрану та пара-арамідів:

Властивість Вектран Пара-арамідиHTHUHTHUВолокно: щільність (г/см3)1,411,401,441,44температура розкладання (°C)>400>400>400>40028303030пряжа:тонкість (текс/ф)167/300167/200167/1000167/1000 міцність (кН/дтекс)24,221,520,320,8 пластичність (%)4,02,83,62,4 модуль Юнга (кН/дтекс)530740490781

Випробування на : вектранова пряжа витримує стирання 22 кілоцикли, HMPE – 24, арамідна – 8

Випробування на згинання (кількість кілозгинів до розриву): вектран – 115, арамід – 41, зейлон – 24

Стійкість пряжі до порізів: порівняно зі 100% для вектрану, араміди досягають 73%, звичайні поліефіри – 4%

У наступній таблиці проілюстровано вплив деяких хімічних речовин на вектран та араміди у % від залишкової міцності волокна після впливу:

ХімікатВектран (%)Араміди (%) Сульфатна кислота9640Нітратна кислота9523Ацетон9999Гідроксид амонію3595

Переваги Золотисті волокна вектрану відомі своєю термостійкістю за високих температур, високою міцністю та модулем пружності, низькою повзучістю та гарною хімічною стійкістю. Вони вологостійкі та загалом стабільні в агресивних середовищах. Часто додатково використовується поліуретанове покриття навколо вектранової серцевини для покращення стійкості до стирання та як водонепроникний бар'єр. Вектран має температуру плавлення 330 °C, з поступовою втратою міцності, починаючи з 220 °C.

Недоліки Вектран за міцністю на розтяг близький до кевлару, але все ж має тенденцію до розривів при значному навантаженні. Тонкі, схожі на волосся вектранові волокна мають тенденцію до розтріскування, легко забруднюються та легко заплутуються в застібках-липучках, з яких їх іноді доводиться вирізати або виривати. Без додаткових захисних покриттів вектран має низьку стійкість до ультрафіолетового випромінювання, і його не варто використовувати тривалий час на відкритому просторі.

Використання У 2000-х роках компанія Kuraray описувала використання Vectran наступним чином: 30 % — електроніка, 25 % — мотузки та шнури, 15 % — рибальські та інші сітки, 25 % — інші сектори. Вектранові волокна використовуються як армуючі (матричні) волокна для канатів, електричних кабелів, парусини, сучасних композитних матеріалів, тощо. Серед іншого, вектран знайшов застосування у наступних сферах. Як один із шарів у м’якій структурі космічного скафандра для позакорабельної мобільності NASA «Extravehicular Mobility Unit», розробленого та виготовленого , а також застосовувався як тканина у розроблених цією ж компанією подушках безпеки для посадок на Марс у програмі Mars Pathfinder у 1997 році та обох місіях програми Mars Exploration Rover у 2004. В 2011 вектран використовувався у Марсіанській науковій лабораторії NASA як матеріал для підвісних тросів. Вектран став ключовим компонентом лінійки надувних космічних апаратів, розроблених не лише на двох орбітальних станціях але й у розширюваному модулі BEAM, який NASA тестує на предмет радіаційного захисту та можливостей термоконтролю. Міністерство національної безпеки США спонсорує розробку надувної заглішки з вектранового волокна для запобігання затопленню тунелів Нью-Йоркського метро та у Нью-Йорку, оскільки воно міцне, відносно недороге та неїстівне для . У виробництві струн ракеток для бадмінтону, таких як Yonex BG-85 та BG-80. Як шар для захисту від проколів у професійних велосипедних шинах, таких як Grand Prix 5000, Competition tubular (одношарові) та Grand Prix 4 season (двошарові). Цей матеріал не збільшує опір коченню та не погіршує характеристики каркаса.

Див. також Арамід Кевлар Тварон Вуглецеве волокно

Примітки