A fibra de aramida, abreviatura de fibra de poliamida aromática, está listada entre as catro fibras de alto rendemento priorizadas para o desenvolvemento na China, xunto coa fibra de carbono, a fibra de polietileno de peso molecular ultraalto (UHMWPE) e a fibra de basalto. Do mesmo xeito que o nailon común, a fibra de aramida pertence á familia das fibras de poliamida, con enlaces amida na cadea molecular principal. A diferenza clave reside na unión: os enlaces amida do nailon están conectados a grupos alifáticos, mentres que os da aramida están conxugados con aneis de benceno. Esta estrutura molecular especial confire á fibra de aramida unha resistencia axial (>20 cN/dtex) e un módulo (>500 GPa) extremadamente altos, o que a converte no material preferido para reforzar cables de alta gama.
Tipos de fibra de aramida
fibra de aramidainclúe principalmente fibras de poliamida totalmente aromáticas e fibras de poliamida aromáticas heterocíclicas, que se poden clasificar aínda máis en orto-aramida, para-aramida (PPTA) e meta-aramida (PMTA). Entre estas, a meta-aramida e a para-aramida son as que se industrializaron. Desde a perspectiva da estrutura molecular, a principal diferenza entre estas dúas reside na posición do átomo de carbono no anel de benceno ao que se une o enlace amida. Esta diferenza estrutural leva a distincións significativas nas propiedades mecánicas e na estabilidade térmica.
Para-Aramida
A para-aramida, ou poli(p-fenilenotereftalamida) (PPTA), tamén coñecida na China como Aramida 1414, é un polímero lineal de alto nivel con máis do 85 % das súas ligazóns amida directamente ligadas a aneis aromáticos. Os produtos de para-aramida con maior éxito comercial son o Kevlar® de DuPont e o Twaron® de Teijin, que dominan o mercado mundial. Foi a primeira fibra producida empregando unha solución de fiación de polímeros cristalinos líquidos, o que marcou o comezo dunha nova era de fibras sintéticas de alto rendemento. En termos de propiedades mecánicas, a súa resistencia á tracción pode alcanzar os 3,0–3,6 GPa, o módulo elástico de 70–170 GPa e o alongamento á rotura do 2–4 %. Estas características excepcionais confírenlle vantaxes irremplazables no reforzo de cables ópticos, a protección balística e outros campos.
Meta-Aramida
A meta-aramida, ou poli(m-fenilenoisoftalamida) (PMTA), tamén coñecida na China como Aramida 1313, é unha fibra orgánica líder resistente a altas temperaturas. A súa estrutura molecular consiste en grupos amida que unen aneis de meta-fenileno, formando unha cadea lineal en zigzag estabilizada por fortes enlaces de hidróxeno intermoleculares nunha rede 3D. Esta estrutura dota á fibra dunha excelente resistencia á chama, estabilidade térmica e resistencia á radiación. Un produto típico é o Nomex® de DuPont, cun índice límite de osíxeno (LOI) de 28–32, unha temperatura de transición vítrea duns 275 °C e unha temperatura de servizo continuo superior a 200 °C, o que a fai amplamente utilizada en cables resistentes ao lume e materiais de illamento de alta temperatura.
Propiedades excepcionais da fibra de aramida
A fibra de aramida ofrece unha resistencia ultra alta, un módulo alto, resistencia á calor, resistencia aos ácidos e álcalis, baixo peso, illamento, resistencia ao envellecemento, longo ciclo de vida, estabilidade química, ausencia de pingas fundidas durante a combustión e emisións de gases non tóxicos. Desde a perspectiva dunha aplicación de cables, a para-aramida supera á meta-aramida en resistencia térmica, cun rango de temperatura de servizo continuo de -196 a 204 °C e sen descomposición nin fusión a 500 °C. As propiedades máis notables da para-aramida inclúen unha resistencia ultra alta, un módulo alto, resistencia á calor, resistencia química e baixa densidade. A súa resistencia supera os 25 g/dtex, de 5 a 6 veces a do aceiro de alta calidade, 3 veces a da fibra de vidro e o dobre que a do fío industrial de nailon de alta resistencia. O seu módulo é de 2 a 3 veces o do aceiro ou a fibra de vidro e 10 veces o do nailon de alta resistencia. É o dobre de resistente que o fío de aceiro e pesa só aproximadamente 1/5, o que a fai especialmente axeitada para o seu uso como reforzo en cables ópticos, cables submarinos e outros tipos de cables de alta gama.
Propiedades mecánicas da fibra de aramida
A metaaramida é un polímero flexible cunha resistencia á rotura superior á do poliéster, algodón ou nailon ordinarios. Ten unha alta velocidade de alongamento, tacto suave, boa fiabilidade e pódese producir en fibras curtas ou filamentos de diferentes deniers. Pódese fiar en tecidos e non tecidos utilizando maquinaria téxtil estándar e procesar para satisfacer as necesidades de roupa de protección de diversas industrias. No illamento eléctrico, destacan as propiedades ignífugas e resistentes á calor da metaaramida. Cun LOI superior a 28, non seguirá ardendo despois de abandonar a chama. A súa resistencia ás chamas é intrínseca á súa estrutura química, o que a fai permanentemente ignífuga, é dicir, resistente á perda de rendemento debido ao lavado ou ao uso a longo prazo. A metaaramida ten unha excelente estabilidade térmica, cun uso continuo a 205 °C e unha forte retención da resistencia mesmo a temperaturas superiores a 205 °C. A súa temperatura de descomposición é alta e non se funde nin gotea a altas temperaturas, só comezando a carbonizarse por riba dos 370 °C. Estas propiedades fan que sexa ideal para o illamento e o reforzo en cables de alta temperatura ou resistentes ao lume.
Estabilidade química da fibra de aramida
A metaaramida ten unha excelente resistencia á maioría dos produtos químicos e aos ácidos inorgánicos concentrados, aínda que é sensible aos ácidos sulfúrico e nítrico concentrados. Tamén ten unha boa resistencia aos álcalis á temperatura ambiente.
Resistencia á radiación da fibra de aramida
A metaaramida presenta unha resistencia á radiación excepcional. Por exemplo, baixo unha exposición prolongada a luz ultravioleta de 1,2 × 10⁻² W/cm² e raios gamma de 1,72 × 10⁸ rad, a súa resistencia permanece inalterada. Esta excepcional resistencia á radiación faino especialmente axeitado para cables utilizados en centrais nucleares e naves espaciais.
Durabilidade da fibra de aramida
A metaaramida tamén mostra unha excelente resistencia á abrasión e aos produtos químicos. Despois de 100 lavados, o tecido fabricado con metaaramida de produción nacional conserva máis do 85 % da súa resistencia ao desgarro orixinal. Nas aplicacións de cables, esta durabilidade garante a estabilidade do rendemento mecánico e eléctrico a longo prazo.
Aplicacións da fibra de aramida
A fibra de aramida úsase amplamente nas industrias aeroespacial, automotriz, electromecánica, da construción e deportiva da China debido ás súas excelentes propiedades mecánicas, resistencia a altas temperaturas e estabilidade química. Considérase un material clave para o desenvolvemento futuro de industrias de alto rendemento. En particular, a aramida desempeña un papel irreemplaceble nos campos dos cables ópticos de comunicación, cables de alimentación, cables resistentes a altas temperaturas, cables submarinos e cables especiais.
Campos aeroespaciais e militares
A fibra de aramida presenta baixa densidade, alta resistencia e excelente resistencia á corrosión. Aplícase amplamente en compoñentes estruturais de vehículos aeroespaciais, como carcasas de motores de foguetes e estruturas de radomo de banda ancha. Os seus materiais compostos presentan unha excelente resistencia ao impacto e transparencia ás ondas electromagnéticas, o que reduce significativamente o peso das aeronaves e mellora a seguridade. No sector da defensa, a aramida utilízase en chalecos antibalas, cascos e contedores resistentes a explosións, o que a converte nun material líder para a próxima xeración de protección militar lixeira.
Campos da construción e do transporte
Na industria da construción, a fibra de aramida utilízase para o reforzo estrutural e os sistemas de cables de pontes debido á súa lixeireza, flexibilidade e resistencia á corrosión. É especialmente eficaz no reforzo de estruturas irregulares. No transporte, a aramida aplícase en tecidos de cordóns de pneumáticos para automóbiles e avións. Os pneumáticos reforzados con aramida ofrecen alta resistencia, resistencia á perforación, resistencia á calor e longa vida útil, cumprindo as esixencias de rendemento dos vehículos e avións modernos de alta velocidade.
Industria eléctrica, electrónica e de cables
A fibra de aramida ten aplicacións especialmente destacadas nos sectores eléctrico, electrónico e de fabricación de fíos e cables, especialmente nas seguintes áreas:
Membros tensores en cables ópticos: Con alta resistencia á tracción e módulo, a fibra de aramida serve como membro tensor nos cables ópticos de comunicación, protexendo as fibras ópticas delicadas da deformación baixo tensión e garantindo unha transmisión estable do sinal.
Reforzo en cables: En cables especiais, cables submarinos, cables de alimentación e cables resistentes a altas temperaturas, a aramida úsase habitualmente como elemento central de reforzo ou capa de armadura. En comparación cos reforzos metálicos, a aramida ofrece unha resistencia superior cun peso menor, o que mellora considerablemente a resistencia á tracción e a estabilidade mecánica do cable.
Illamento e resistencia á chama: Os materiais compostos de aramida posúen unha excelente estabilidade dieléctrica e térmica. Úsanse amplamente en capas de illamento de cables, revestimentos ignífugos e revestimentos de baixa emisión de fume libres de halóxenos. O papel de aramida, despois de impregnarse con verniz illante, combínase con mica natural para o seu uso en motores e transformadores resistentes a altas temperaturas.
Cables resistentes ao lume e para tránsito ferroviario: A resistencia inherente ás chamas e á calor da fibra de aramida faina ideal para o seu uso en cables a bordo de barcos, cables para tránsito ferroviario e cables resistentes ao lume de grao nuclear, onde os estándares de seguridade son estritos.
Compatibilidade electromagnética e lixeireza: a excelente transparencia electromagnética e a baixa constante dieléctrica da aramida fan que sexa axeitada para capas de blindaxe EMI, radomos de radar e compoñentes de integración optoelectrónicos, o que axuda a mellorar a compatibilidade electromagnética e reducir o peso do sistema.
Outras aplicacións
Debido ao seu alto contido en aneis aromáticos, a fibra de aramida ofrece unha estabilidade química e unha resistencia á corrosión excepcionais, o que a fai axeitada para cordas mariñas, cables de perforación petrolífera e cables ópticos de transmisión aérea en ambientes agresivos. Tamén se usa amplamente en equipamentos deportivos de alta calidade, equipos de protección e pastillas de freo para automóbiles, e cada vez se está a adoptar máis como unha alternativa respectuosa co medio ambiente ao amianto en aplicacións de selado e illamento, paneis de illamento térmico e outros compoñentes de selado, garantindo tanto o rendemento como a seguridade ambiental.
Data de publicación: 31 de xullo de 2025