Inleiding tot aramide

Aramidevezel is een lineair polymeer dat is opgebouwd uit aromatische en amidegroepen. Het bezit niet alleen uitstekende mechanische eigenschappen, maar ook een stabiele chemische structuur en ideale mechanische eigenschappen.

Deze eigenschappen verlenen aramidevezels talrijke voordelen, waaronder een extreem hoge sterkte, een hoge elasticiteitsmodulus, hoge temperatuurbestendigheid, zuur- en alkalibestendigheid, een laag gewicht en slijtvastheid.

In tegenstelling tot de moleculaire ketens van gewone flexibele polymeren, is de hoofdketenstructuur van aramidevezels gebaseerd op de para-positie van benzeenringen, waardoor een staafvormige moleculaire structuur ontstaat.

Deze unieke moleculaire structuur maakt het moeilijk voor de segmenten van de moleculaire keten om intern te roteren, waardoor een lineaire, starre structuur ontstaat.

Aramidevezels vertonen ook een verscheidenheid aan supramoleculaire structuren, waaronder kern-mantelstructuren, subkristallijne structuren en microvezelstructuren. De kristalliniteit van de vezelschede is lager dan die van de kern, en de dikte van de mantel varieert afhankelijk van het vezeltype en het spinproces, doorgaans tussen 0,1 μm en 1 μm. 

De kern bestaat uit afzonderlijke kristallen die langs de vezelas zijn gerangschikt, met een iets lagere oriëntatiegraad dan de mantel. De moleculen in de vezel zijn in de lengterichting vrijwel parallel aan de vezelas, terwijl ze in de dwarsrichting radiaal georiënteerd zijn, parallel aan de waterstofbruglagen.

Aan de andere kant missen meta-aramiden, vertegenwoordigd door poly(m-fenyleenisophthalamide) (PMTA)-vezels, het conjugatie-effect van covalente bindingen in hun moleculaire ketens, wat resulteert in een lagere rotatiepotentiële energie binnen de moleculaire ketens. De macromoleculaire ketens zijn flexibeler dan die van para-aramiden en de vezels hebben bovendien een lagere kristalliniteit.

Toepassingen van aramidevezels

Para-aramidevezels spelen, dankzij hun uitstekende ballistische beschermingseigenschappen, een belangrijke rol op het gebied van militaire bescherming. Ze worden ook vaak gebruikt als versterking in composietmaterialen, gemengd met koolstofvezel, glasvezel, enz.

Aramidepulp, een sterk gefibrilleerde vezel, heeft een groot specifiek oppervlak en unieke eigenschappen zoals treksterkte en lage dichtheid, waardoor het een ideaal versterkingsmateriaal is in harsen, rubbers en andere matrices.

De toepassing van meta-aramidevezels betekent dat stoffen gemaakt van deze vezels een essentiële rol spelen in sectoren zoals de productie, het leger, de brandweer en de autosport.

Samenvatting en vooruitzichten

Aramideversterkte buizen hebben aanzienlijke voordelen bewezen in de olie- en gaspijpleidingsector. Ze vervangen effectief traditionele stalen buizen en voorkomen zo lekkages als gevolg van corrosie. Bovendien vereenvoudigt hun lichte gewicht het transport en de installatie.

De toekomstige technologische onderzoeks- en ontwikkelingsfocus van de aramidebedrijven in mijn land zal zich richten op de volgende aspecten: het verbeteren van de prestaties van aramide door middel van copolymerisatiemodificatie, het optimaliseren van de verwerkings- en productieomstandigheden en het verlagen van de vezelkosten; en het in staat stellen van aramide om aan verschillende toepassingsbehoeften te voldoen door middel van oppervlaktemodificatie, gemengde vezels en nieuwe vormtechnologieën, terwijl de prestaties worden verbeterd en de toepassingskosten worden verlaagd.