Aramide | para-aramide

Para-aramide

Para-aramide
.... = de waterstofbruggen tussen de ketens onderling

Vezels gesponnen uit para-aramide hebben een bijzonder grote treksterkte, een laag gewicht en kleine rek en ze zijn bestand tegen relatief hoge temperaturen. De treksterkte van para-aramidevezels is ongeveer 5 tot 8 keer zo hoog als die van staal bij gelijk gewicht.

De structuurformule van para-aramide is hiernaast weergegeven. Ook de waterstofbruggen tussen de ketens onderling zijn getoond. Deze zijn medeverantwoordelijk voor de grote sterkte van de vezel.

Para-aramiden vindt men op plaatsen waar de hoge treksterkte een essentiële eigenschap is. De bekendste toepassing is in kogel- en scherfwerende vesten, maar ook in hijskabels wordt Kevlar of Twaron wel toegepast. Draden van para-aramide corroderen niet en hun sterkte wordt niet aangetast door onderdompeling in water. De kracht om kogels te stoppen neemt echter wel af als het aramide nat is, tenzij dit speciaal waterbestendig gemaakt is.

Wanneer het polymeer gesponnen wordt, dan resulteert dat in een para-aramide met een enorme trekkracht die hitte- en snijbestendig is.

Productieproces

Polymerisatiereactie van 1,4-fenyldiamine (para-fenyldiamine) en tereftaalzuurdichloride tot para-aramide.
Textielweefsel uit para-aramide

Het proces om para-aramidevezels te produceren bestaat uit drie stappen:

  1. Het synthetiseren van de aramidepolymeren in een geschikt oplosmiddel
  2. Het overbrengen van deze polymeren in een voor spinning geschikt oplosmiddel (een spin solvent) zodat er garens van kunnen worden gesponnen
  3. Het spinnen van de garens door extrusie van de oplossing

Voor de synthese gebruikt men 1,4-fenyldiamine (para-fenyldiamine) en tereftaalzuurdichloride. Vanwege de stijfheid van de gevormde polymeerketens is de keuze van het oplosmiddel waarin de reactie plaatsvindt cruciaal. De polymeren moeten in oplossing blijven en lang genoeg kunnen worden. DuPont gebruikte hiervoor oorspronkelijk hexamethylfosfortriamide (HMPT), maar dat is tamelijk duur. AKZO patenteerde in 1975 een productiewijze die een mengsel gebruikt van N-methylpyrrolidon en 5% calciumchloride (NL157327). Dit leidde tot een 'octrooioorlog' tussen DuPont en AKZO: HMPT bleek ook nog schadelijk voor mens en milieu en DuPont schakelde daarom over op het al door AKZO geoctrooieerde proces. De United States International Trade Commission verbood in 1985 de verkoop van aramidevezels in de VS door AKZO en wereldwijd werden rechtszaken aangespannen.[1] In 1988 werd een overeenkomst gesloten door DuPont en Akzo waarbij zij hun octrooien in licentie gaven aan elkaar.[2]

Om de gevormde polymeren te kunnen spinnen, wordt eerst het oplosmiddel uit de polymeren gewassen, waarna het geheel wordt gedroogd. De ontstane droge massa wordt dan opgelost in watervrij zwavelzuur. Hierbij ontstaat een oplossing met de gewenste eigenschappen voor het spinnen van vezels. Na het spinnen wordt het zwavelzuur uit de gesponnen vezels gewassen en worden de vezels gedroogd.

Para-aramide-copolymeren

Door de monomeren op een iets andere manier aan elkaar te koppelen, met deels ethergroepen in plaats van amiden, ontstaat een para-aramidevariant die een copolymeer vormt. In plaats van ...-[HN-Ar-NH-OC-Ar-CO]n-... heeft men dan een structuur als ...-[HN-Ar-NH-OC-Ar-CO]n-[HN-Ar-O-Ar-NH-OC-Ar-CO]m-... Deze variant, door Teijin op de markt gebracht onder de naam Technora, is ongeveer 10% sterker dan Twaron en Kevlar, maar is niet geschikt voor kogelwerende vesten of asbestvervanging.

In andere talen
العربية: أراميد
čeština: Aramid
dansk: Aramid
Deutsch: Aramide
English: Aramid
español: Aramida
فارسی: آرامید
suomi: Aramidi
français: Aramide
עברית: ארמיד
íslenska: Aramíð
қазақша: Арамид
한국어: 아라미드
polski: Aramidy
русский: Арамид
Simple English: Aramid
svenska: Aramidfiber
Türkçe: Aramid