Czym jest aramid?

Aramid, urodzony na przełomie lat 60., to nowy wysokotechnologiczny włókien syntetycznych. Dzięki doskonałym właściwościom uważany jest za jeden z idealnych materiałów przeciwpociskowych i znalazł dobre zastosowanie w dziedzinie ochrony. Czym więc jest aramid? Dlaczego wykazuje tak silne właściwości przeciwpociskowe? Do czego zwykle jest wykorzystywany w naszym życiu? Wyjaśnienie tych pytań należy rozpocząć od struktury molekularnej aramidu i zasady działania przeciwpociskowej.

1. Struktura molekularna aramidu

Aramid został pierwotnie opracowany przez amerykańską firmę DuPont. Jest to polimer o wysokiej masie cząsteczkowej składający się z p-fenylenodiaminy i kwasu paratereftalowego, o nazwie chemicznej politereftaloamid tereftalowy.

Jego wzór molekularny to (C14H10O2N2)n, co oznacza, że C14H10O2N2 pełni rolę jednostek syntezy. Te jednostki powtarzają się i są połączone ze sobą w celu utworzenia łańcuchów, a następnie te łańcuchy ustawiają się równolegle do siebie, tworząc większą sieć za pomocą wiązań wodorowych, co nadaje materiałowi jego nadzwyczajną wytrzymałość na rozciąganie.

Struktura molekularna aramidu sprawia, że charakteryzuje się dużą odpornością termiczną i ogniową, z temperaturą topnienia sięgającą aż 371 stopni. Jest również lekki i ma wytrzymałość na rozciąganie około 8 razy większą niż stalowy drut.

Włókno aramidowe jest zazwyczaj produkowane w dwóch etapach:

1) Polimerizacja p-fenylenodiaminy i paraftaloylchloridu w celu utworzenia politerftaloylowej terftalamiany (PPTA).

2) Rozpuszczenie łańcuchów polimerowych w roztworach, a następnie połączenie tych łańcuchów za pomocą wiązań wodorowych w celu utworzenia ostatecznych włókien siatek.

Jak wspomniano wcześniej, w przeciwieństwie do twardych materiałów balistycznych, takich jak ceramika i metale, aramid charakteryzuje się wysoką wytrzymałością, doskonałą odpornością na pękanie oraz dużą wytrzymałością na rozciąganie dzięki silnym wiązaniom chemicznym w cząsteczkach. Gdy zachodzi uderzenie, siły zderzenia pocisku z warstwą włókna przekształcają się w naprężenia rozciągające i ścinające, podczas których energia uderzenia pocisku rozprasza się w okolicach punktu uderzenia, powodując zużycie większości energii kinetycznej. Zastosowanie aramidu w dziedzinie ochrony znacznie poprawiło skuteczność różnych produktów przeciwpociskowych, jednocześnie znacząco zmniejszając ich wagę, co stanowi duży postęp w dziedzinie ochrony.

1. Zastosowanie aramidu

Dzięki dobrej odporności na ciepło, odporności na rozciąganie i wysokiej wytrzymałości, aramid jest powszechnie stosowany w produkcji różnych produktów użytku codziennego oraz sprzętu ochronnego przeciwpociskowego, takich jak słomki do napojów, rękawice bezpieczeństwa, kable do statków, stroje wyścigowe, odzież termoizolacyjna dla strażaków w życiu codziennym, kamizelki kuloodporne, twarde płyty ochronne i hełmy wojskowe. Zastosowanie aramidu znacznie ułatwiło nasze życie i przyczyniło się do postępu w przemyśle produkcyjnym.

Jednak aramid ma również dwa poważne wady:

1) Podatność na promieniowanie ultrafioleutowe. Zawsze się degradowuje pod wpływem światła UV.

2) Łatwo hydrolyzuje, nawet w suchym środowisku, nadal pochłania wilgoć z powietrza i stopniowo ulega hydrolizie.

Dlatego sprzęt z aramidu nie powinien być używany ani przechowywany w środowisku o silnym promieniowaniu ultrafioletem i wysokiej wilgotności przez długi czas, ponieważ jego żywotność będzie znacząco skracana.

Powyżej znajdują się wszystkie wyjaśnienia dotyczące Aramidu. Jeśli nadal pojawią się jakieś pytania, zapraszamy do kontaktu z nami.