Introdução à aramida

A fibra de aramida é um polímero linear composto por grupos aromáticos e amida. Possui não apenas excelentes propriedades mecânicas, mas também uma estrutura química estável e propriedades mecânicas ideais.

Essas características conferem à fibra de aramida inúmeras vantagens, incluindo resistência ultra-alta, alto módulo de elasticidade, resistência a altas temperaturas, resistência a ácidos e álcalis, leveza e resistência ao desgaste.

Diferentemente das cadeias moleculares dos polímeros flexíveis comuns, a estrutura da cadeia principal da fibra de aramida é baseada na posição para dos anéis de benzeno, formando uma estrutura molecular em forma de bastão.

Essa estrutura molecular única dificulta a rotação interna dos segmentos da cadeia molecular, resultando em uma estrutura linear rígida.

As fibras de aramida também exibem uma variedade de estruturas supramoleculares, incluindo estruturas núcleo-bainha, estruturas subcristalinas e estruturas de microfibras. A cristalinidade da bainha da fibra é menor que a do núcleo, e a espessura da bainha varia dependendo do tipo de fibra e do processo de fiação, tipicamente variando de 0,1 μm a 1 μm. 

O núcleo consiste em monocristais dispostos ao longo do eixo da fibra, com um grau de orientação ligeiramente inferior ao da bainha. As moléculas na fibra são quase paralelas ao eixo da fibra na direção longitudinal, enquanto na direção transversal estão orientadas radialmente, paralelas às camadas de ligações de hidrogênio.

Por outro lado, as meta-aramidas, representadas pelas fibras de poli(m-fenileno isoftalamida) (PMTA), não possuem o efeito de conjugação das ligações covalentes em suas cadeias moleculares, resultando em menor energia potencial rotacional dentro das cadeias moleculares. As cadeias macromoleculares são mais flexíveis do que as das para-aramidas, e as fibras também apresentam menor cristalinidade.

Aplicações das fibras de aramida

As fibras de para-aramida, com suas excelentes propriedades de proteção balística, desempenham um papel fundamental na área de proteção militar. Também são frequentemente utilizadas como reforço em materiais compósitos, misturadas com fibra de carbono, fibra de vidro, etc.

A polpa de aramida, uma fibra altamente fibrilada, possui uma elevada área superficial específica, resistência à tração única e baixa densidade, o que a torna um material de reforço ideal em resinas, borrachas e outras matrizes.

A aplicação de fibras de meta-aramida significa que os tecidos feitos com essas fibras desempenham um papel vital em setores como o de manufatura, o militar, o de combate a incêndios e o automobilismo.

Resumo e perspectivas

Tubos reforçados com aramida têm demonstrado vantagens significativas no setor de oleodutos e gasodutos, substituindo com eficácia os tubos de aço tradicionais e, assim, prevenindo vazamentos causados ​​por corrosão. Além disso, sua leveza simplifica o transporte e a instalação.

O foco futuro da pesquisa e desenvolvimento tecnológico das empresas de aramida do meu país estará concentrado nos seguintes aspectos: aprimorar o desempenho da aramida por meio da modificação por copolimerização, otimizar as condições de processamento e produção e reduzir os custos da fibra; e permitir que a aramida se adapte a diferentes necessidades de aplicação por meio da modificação da superfície, fibras misturadas e novas tecnologias de moldagem, melhorando o desempenho e reduzindo os custos de aplicação.