Aramid, w całości poliamid aromatyczny, dowolny z szeregu syntetycznych polimerów (substancji zbudowanych z długich, łańcuchowych cząsteczek o wielu jednostkach), w których powtarzające się jednostki zawierające duże pierścienie fenylowe są połączone ze sobą grupami amidowymi. Grupy amidowe (CO-NH) tworzą silne wiązania, które są odporne na działanie rozpuszczalników i ciepła. Pierścienie fenylu (lub pierścienie aromatyczne) to nieporęczne sześcioboczne grupy atomów węgla i wodoru, które uniemożliwiają łańcuchom polimerów obracanie się i skręcanie wokół ich wiązań chemicznych. W rezultacie aramidy są sztywnymi, prostymi, wysoce topliwymi i w dużej mierze nierozpuszczalnymi molekułami, które idealnie nadają się do przędzenia na włókna o wysokiej wydajności. Najbardziej znanymi aramidami są Nomex, wysokotopliwe włókno stosowane w ognioodpornej odzieży ochronnej, oraz Kevlar, wysokowytrzymałe włókno stosowane w kamizelkach kuloodpornych.

Read More on This Topic
główne polimery przemysłowe: Aramidy
Po sukcesie nylonów, aramidy (aromatyczne nylony) zostały przygotowane przez kondensację diaminy i kwasu tereftalowego, karboksylowego…

Rozwój aramidów nastąpił po rozwoju nylonu, pokrewnej klasy poliamidów produkowanych przez reakcję kwasów zawierających grupy karboksylowe (CO2H) ze związkami zawierającymi grupy aminowe (NH2). W latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych XX wieku naukowcy z E.I. du Pont de Nemours & Company (obecnie DuPont Company) w Stanach Zjednoczonych opracowali metody rozszerzenia tej klasy na związki zawierające pierścienie węglowe. Metody te, szczególnie opracowane przez Paula W. Morgana i Stephanie L. Kwolek, polegały na rozpuszczaniu kwasów i amin w odpowiednich rozpuszczalnikach i poddawaniu ich reakcji w niskich temperaturach. W 1961 roku firma DuPont wprowadziła na rynek Nomex, czyli poli-m-fenylenoizoftalamid, produkt chlorku kwasu izoftalowego i m-fenylenodiaminy, a w 1971 roku wprowadziła Kevlar, czyli poli-p-fenyleno tereftalamid, produkowany z chlorku kwasu tereftalowego i p-fenylenodiaminy. Te dwa polimery różnią się strukturą swoich cząsteczek, Nomex charakteryzuje się metaorientowanymi pierścieniami fenylowymi, a Kevlar paraorientowanymi pierścieniami:

Nomex topi się i jednocześnie rozkłada w temperaturze około 350 °C (660 °F); temperatura topnienia Kevlaru wynosi powyżej 500 °C (930 °F). Wyższa temperatura topnienia Kevlaru, jak również jego większa sztywność i wytrzymałość na rozciąganie, wynika częściowo z regularnej para-orientacji jego cząsteczek. W roztworze polimer przyjmuje układ ciekłokrystaliczny, co powoduje, że molekuły mogą być przędzone i ciągnięte w wysoce uporządkowane włókna o bardzo wysokiej sztywności i wytrzymałości. (Kevlar jest pięć razy mocniejszy w przeliczeniu na masę niż stal.) Inne włókna typu Kevlar oznaczone znakiem towarowym to Twaron (z holenderskiej firmy Akso NV) i Technora (z japońskiej firmy Teijin, Ltd.). Włókno typu Nomex jest również produkowane przez Teijin pod znakiem towarowym Conex.

Aramidy nie są produkowane w tak dużych ilościach jak włókna towarowe, takie jak nylon i poliester, ale ze względu na ich wysoką cenę jednostkową stanowią lukratywny rynek. Końcowe zastosowania aramidów w domu są nieliczne (włókna typu Nomex zostały wykonane na pokrycia desek do prasowania), ale zastosowania przemysłowe rosną (zwłaszcza dla aramidów klasy Kevlar), ponieważ projektanci produktów uczą się, jak wykorzystać właściwości oferowane przez te niezwykłe materiały. Oprócz lekkich pancerzy, Kevlar i jego konkurenci są wykorzystywani do produkcji pasów do opon radialnych, kabli, wzmocnionych kompozytów do paneli samolotów i kadłubów łodzi, odzieży ognioodpornej (szczególnie w mieszankach z Nomexem), sprzętu sportowego, takiego jak trzonki kijów golfowych i lekkie rowery oraz jako zamienniki azbestu w sprzęgłach i hamulcach samochodowych. Włókna typu Nomex są wytwarzane na worki filtracyjne do gorących gazów, ubrania do pras, które stosują trwałe wykończenie tkanin, pasy do suszarek dla papierników, papier izolacyjny i oplot do silników elektrycznych, ognioodporne kombinezony dla strażaków, pilotów wojskowych i kierowców samochodów wyścigowych oraz samochodowe pasy klinowe i węże.

Zdobądź subskrypcję Britannica Premium i uzyskaj dostęp do ekskluzywnych treści. Subskrybuj teraz

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.