Aramid

Aramid to wytrzymały, żaroodporny materiał syntetyczny, który w 1961 roku opracowała Amerykanka Stephanie Kwolek. Używany jest w przemyśle lotniczym i wojskowym, do produkcji kamizelek kuloodpornych oraz jako zamiennik azbestu. Nazwa powstała jako skrót od „aromatyczny poliamid”.

Produkcja polega na nawijaniu mocnego włókna z ciekłego roztworu, co jest możliwe dzięki jonowej składnikowi mieszaniny reakcyjnej (chlorek wapnia), który wiąże się z mostkami wodorowymi grupy amidowej, oraz wyborowi rozpuszczalnika organicznego (N-metylo-pirolidon).

Do największych zalet aramidu należy jego niska palność oraz fakt, że jest materiałem nieprzewodzącym. Warto także podkreślić jego wysoką wytrzymałość i wysoki moduł Younga. Ponadto, aramid jest wrażliwy na promieniowanie ultrafioletowe, a także dobrze przetwarzalny w fabrykach przy podwyższonych temperaturach. Wśród najczęstszych zastosowań przemysłowych aramidu można wymienić odzież ognioodporną, wzmocnienia opon i innych wyrobów gumowych, sprzęt sportowy i wiele innych.

Najbardziej znanym włóknem aramidowym (para-amid nylon) jest kevlar, jego wersja od firmy Teijin nazywana twaron i jego ognioodporna wersja nomex. Według Federalnej Komisji Handlu USA, włókno aramidowe jest definiowane jako „włókno wyprodukowane z poliamidu z długim łańcuchem węglowodorowym, którego co najmniej 85% wiązań peptydowych łączy dwa jądra aromatyczne”.

Kevlar jest używany wszędzie tam, gdzie wymagana jest wyjątkowo wysoka wytrzymałość i wyjątkowa odporność na ciepło. Z kevlaru produkuje się m.in. części samolotów i wahadłowców, części hamulców i podwozi, kamizelki kuloodporne, buty przeciwminowe, pasy przenośnikowe, kable optyczne i telekomunikacyjne, hełmy ochronne, różne rodzaje sprzętu sportowego i wiele więcej. Kevlar charakteryzuje się bardzo dobrą odpornością na wysokie temperatury, zachowuje swoją wytrzymałość i elastyczność nawet w temperaturach kriogenicznych (-196 °C); jest nawet nieco mocniejszy w niskich temperaturach.

Przy wysokich temperaturach wytrzymałość na rozciąganie jest zmniejszona o 10-20%, a już po kilku godzinach wytrzymałość nadal maleje. Na przykład przy 160 °C zmniejszenie wytrzymałości o 10% występuje po 500 godzinach. Przy 260 °C zmniejszenie wytrzymałości o 50% występuje po 70 godzinach. W temperaturze 450 °C kevlar sublimuje. Ultrafioletowa składowa promieniowania słonecznego degraduje i rozpada Kevlar, dlatego jest rzadko stosowany w aplikacjach zewnętrznych bez ochrony przed światłem słonecznym. Do wad należą niska odporność na promieniowanie ultrafioletowe i wilgoć oraz trudność w barwieniu.