Aramide (Kevlar)

Aramide là tên gọi cho loại polymide thơm (aromatic polyamide). Loại nhựa trùng hợp này (nhựa polymer) có cấu trúc tương tự với các chất đạm (Proteine)

Aramide hay polyamide thơm  không phải polyamide  có nhóm aromatic trong chuỗi phân tử chính mà là một định nghĩa theo Federal Trade Commission chỉ dành cho các chuỗi polyamide nhân tạo dài mà trong đó có ít nhất 85% nhóm Amide kết nối với các vòng aromatic.

Aramide được dùng để kéo thành sợi, rất ít khi dùng làm các tấm nhựa. Sợi Aramide là loại sợi nhựa hữu cơ  nhân tạo có màu vàng. Loại sợi này được Stephanie Kwolek trong công ty DuPont làm ra vào năm 1965 và được tung ra thị trường với thương hiệu Kevlar.

Loại sợi này có đặc điểm là rất chắc, bền dưới lực đập, khó kéo đứt, hấp thụ lực nhúng và rất bền trong acid cũng như các chất kềm. Ngoài ra sợi cũng chịu được nhiệt độ cao, lửa cháy. Sợi Aramide không chảy trong nhiệt độ cao, mà chỉ hóa thành than trong nhiệt độ từ 400 độ C. Các thương hiệu nổi tiếng của loại sợi này là Nomex và Kevlar của công ty DuPont, hoặc Teijinconex, Twaron và Technora của Teijin.

Người ta phân biệt giữa Meta-Aramide (Teijinconex và Nomex) và Para-Aramide (Twaron, Kevlar) cũng như Para-Aramide copolymer (Technora). Para Aramide có tên đầy đủ là Poly(p-phenylenterephthalamide)  và thường được viết tắt là PPTA.

Quy trình sản xuất Para-Aramide

Việc chế biến sợi Aramide thường được làm trong dung môi vì nhiệt độ nóng chảy phần nhiều cao hơn nhiệt độ phân hủy của  sợi. Một nồng độ polymer cao trong dung môi dùng kéo sợi là lợi thế cho việc sản xuất sợi và có thể dẫn đến khả năng định hướng cao. Một loại dung môi tốt cho Aramide có độ đậm đặc cao và qua đó có đặc tính an-isotrop là acid sulfuric đậm đặc . Qui trình kéo sợi trực tiếp từ dung dịch polymer được cho là không thực dụng, kinh tế hơn là các loại polymer thuộc thể loại para với các vòng dicarbon acid và diamine. Qui trình sản xuất sợi với polymerization và việc dùng sulfuric acid làm dung môi được mô tả theo hình:

Ứng dụng

Ứng dụng thông thường nhất của sợi para-aramid là các ứng dụng trong an toàn (chống mảnh vỡ vụn, áo chống đạn, mũ bảo hiểm), bọc xe chống đạn, găng tay chống bị cắt đứt. Ngoài ra ngày càng nhiều các ứng dụng trong các loại loa có công xuất cao. Với sức chịu đựng cao các màng làm từ vải aramid sẽ bền bỉ hơn.

Sợi aramide còn được dùng thay thế cho asbestos trong các dĩa thắng, trong các roon và làm chất liệu gia cường trong các loại dây dẫn bằng sợi thủy tinh, trong các chất liệu làm từ cao su.

Một ứng dụng khác nữa là giấy làm từ aramide cho việc cách điện. Sản phẩm được dùng trong các motor điện, trong các máy biến thế.

Vải aramide ngoài ra còn dùng làm mái che trong ngành xây dựng, Vải aramide được dùng làm chất liệu gốc, được phủ với PVC hoặc PTFE để chống tia UV, thời tiết.

Các thiết bị dùng tập thể hình, thể thao hiện nay cũng được làm từ sợi Aramide vì độ bền chắc của chúng như dây cho dù dùng nhảy, vải buồm cho thuyền, ván trượt sóng , gậy chơi hockey hoặc các sợi dùng đan vớt đánh tennis. Có một số bánh xe đạp có lót vải Kevlar (Aramide) để chống các mảnh thủy tinh hoặc các vật thể khác đâm vào. Loại bánh xe  xếp lại được thay vì người ta dùng cộng kẽm thì dùng một bó sợi Kevlar, qua đó trọng lượng bánh xe sẽ giảm đi khoảng từ 50 – 100 gr. Lợi thế của loại bánh xe này là người ta có thể xếp gọn lại được và có thể mang theo trong các chuyến đi (xe đạp). Tuy nhiên việc lắp ráp loại bánh xe này đôi khi không đơn giản.