Aramidi, kokonaan aromaattinen polyamidi, jokin synteettisistä polymeereistä (aineet, jotka koostuvat pitkistä ketjumaisista molekyyleistä), joissa suuria fenyylirenkaita sisältävät toistuvat yksiköt on yhdistetty toisiinsa amidiryhmillä. Amidiryhmät (CO-NH) muodostavat vahvoja sidoksia, jotka kestävät liuottimia ja lämpöä. Fenyylirenkaat (tai aromaattiset renkaat) ovat tilaa vieviä kuusisivuisia hiili- ja vetyatomiryhmiä, jotka estävät polymeeriketjuja pyörimästä ja kiertymästä kemiallisten sidostensa ympäri. Tämän seurauksena aramidit ovat jäykkiä, suoria, hyvin sulavia ja suurelta osin liukenemattomia molekyylejä, jotka soveltuvat erinomaisesti kehrättäviksi korkealaatuisiksi kuiduiksi. Tunnetuimpia aramideja ovat Nomex, korkeasulava kuitu, josta valmistetaan paloturvallisia suojavaatteita, ja Kevlar, lujatekoinen kuitu, josta valmistetaan luodinkestäviä liivejä.

Lue lisää tästä aiheesta
pääkirjavat teolliset polymeerit:

Aramidien kehitys seurasi nailonin kehitystä, sukulaisluokan polyamidien kehitystä, joita valmistetaan reagoimalla karboksyyliryhmiä (CO2H) sisältäviä happoja aminoryhmiä (NH2) sisältävien yhdisteiden kanssa. 1950- ja 1960-luvuilla yhdysvaltalaisen E.I. du Pont de Nemours & Companyn (nykyisin DuPont Company) tutkijat kehittivät menetelmiä tämän luokan laajentamiseksi hiilirenkaita sisältäviin yhdisteisiin. Erityisesti Paul W. Morganin ja Stephanie L. Kwolekin kehittämissä menetelmissä hapot ja amiinit liuotettiin sopiviin liuottimiin ja reagoivat matalissa lämpötiloissa. Vuonna 1961 DuPont toi markkinoille Nomexin eli poly-m-fenyleeni-isoftaaliamidin, joka on tuote isoftaalihappokloridista ja m-fenyleenidiamiinista, ja vuonna 1971 se toi markkinoille Kevlarin eli poly-p-fenyleenitereftalamidin, joka on valmistettu tereftaalihappokloridista ja p-fenyleenidiamiinista. Nämä kaksi polymeeriä eroavat toisistaan molekyylien rakenteen perusteella: Nomexille on ominaista meta-suuntautuneet fenyylirenkaat ja Kevlarille para-suuntautuneet renkaat:

Nomex sulaa ja hajoaa samanaikaisesti noin 350 °C:ssa (660 °F); Kevlarin sulamispiste on yli 500 °C (930 °F). Kevlarin korkeampi sulamispiste sekä suurempi jäykkyys ja vetolujuus johtuvat osittain sen molekyylien säännöllisestä para-suuntauksesta. Liuoksessa polymeeri on nestekiteinen, jolloin molekyylit suuntautuvat niin, että ne voidaan kehrätä ja vetää erittäin järjestäytyneiksi kuiduiksi, joilla on erittäin suuri jäykkyys ja lujuus. (Kevlar on painoa kohden viisi kertaa vahvempi kuin teräs.) Muita tavaramerkillä suojattuja Kevlar-tyyppisiä kuituja ovat Twaron (hollantilaiselta Akso NV:ltä) ja Technora (japanilaiselta Teijin, Ltd:ltä). Teijin valmistaa myös Nomex-tyyppistä kuitua Conex-tavaramerkillä.

Aramideja ei valmisteta yhtä suuria määriä kuin perushyödykekuituja, kuten nailonia ja polyesteriä, mutta korkean yksikköhintansa vuoksi ne muodostavat tuottoiset markkinat. Aramidien loppukäyttö kotitalouksissa on vähäistä (Nomex-tyyppisiä kuituja on tehty silityslaudan suojaksi), mutta teollinen käyttö lisääntyy (erityisesti Kevlar-luokan aramidien osalta), kun tuotesuunnittelijat oppivat hyödyntämään näiden epätavallisten materiaalien tarjoamia ominaisuuksia. Kevlaria ja sen kilpailijoita käytetään kevyiden suojapanssareiden lisäksi radiaalirenkaiden hihnoissa, kaapeleissa, lentokoneiden paneelien ja veneiden runkojen lujitetuissa komposiittimateriaaleissa, liekinkestävissä vaatteissa (erityisesti sekoitettuna Nomexin kanssa), urheiluvälineissä, kuten golfklubien varret ja kevyet polkupyörät, sekä autojen kytkimissä ja jarruissa asbestin korvaajina. Nomex-tyyppisistä kuiduista valmistetaan suodatinpusseja kuumakammiokaasujen suodattamiseen, vaatteita puristimiin, joissa kankaille tehdään kestopuristusviimeistelyä, kuivaushihnoja paperinvalmistajille, eristyspaperia ja -punosta sähkömoottoreihin, palomiesten, sotilaslentäjien ja kilpa-autonkuljettajien liekinkestäviä pukuja sekä autojen kiilahihnoja ja -letkuja.”

Hankkikaa Britannica Premium -tilausoikeus ja pääsette käsiksi eksklusiiviseen sisältöön. Tilaa nyt

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.