As poliamidas aromáticas são macromoléculas lineares compostas por anéis aromáticos ligados por ligações amida, nas quais pelo menos 85% das ligações amida estão diretamente ligadas a dois anéis aromáticos, e menos de 50% das ligações amida podem ser substituídas por ligações imida. As fibras feitas a partir desses polímeros de poliamida aromática de cadeia longa são conhecidas comofibras de aramida.
O cloreto de isoftaloílo é dissolvido em tetra-hidrofurano e depois adicionado à temperatura ambiente a uma solução aquosa vigorosamente agitada de m-fenilenodiamina e carbonato de sódio. A reação de policondensação ocorre rapidamente na interface em poucos minutos, durante os quais o ácido gerado é neutralizado pelo carbonato de sódio. Após resfriamento, separação, lavagem e secagem, obtém-se o polímero poli(m-fenileno isoftalamida).
Usando dimetilformamida (DMF) ou dimetilacetamida (DMAc) como solvente, a m-fenilenodiamina é dissolvida com uma pequena quantidade de aceitador de ácido e resfriada a 0–1°C. Cloreto de isoftaloílo é então adicionado lentamente sob agitação contínua. Após a conclusão da reação, é adicionada água para precipitar o polímero. O sólido é filtrado, lavado e seco para obter poli(m-fenileno isoftalamida).
O polímero é dissolvido em DMF ou DMAc contendo certos cloretos para preparar a massa de fiação. A solução é então centrifugada por centrifugação a seco. As fibras fiadas contêm sais inorgânicos na superfície e são lavadas repetidamente com água. Posteriormente, as fibras são esticadas 4–5 vezes a 300°C. Tanto o fio de filamento quanto a fibra descontínua podem ser produzidos por este método.
A dope giratória é controlada a 22°C e extrusada através de uma fieira com furos de 0,07 mm e 34.000 capilares em um banho de coagulação a 60°C contendo DMAc e cloreto de cálcio (densidade: 1,366 g/cm³). As fibras nascentes são lavadas, esticadas 2 a 3 vezes em água quente, secas em rolos aquecidos e posteriormente esticadas 1,5 a 1,8 vezes numa placa quente a 320°C para obter produtos finais, principalmente fibras descontínuas.
A resistência à tração e a tenacidade da Aramida 1313 são comparáveis às fibras de náilon e poliéster.
A contração em ar seco a 260°C é de cerca de 1,7% e de cerca de 2% em água fervente. Os tecidos termoendurecíveis praticamente não apresentam encolhimento em água fervente.
Aramid 1313 é inerentemente retardador de chama. Só queima quando exposto à chama direta e se extingue quando a chama é removida.
A aramida 1313 é resistente à maioria dos ácidos, embora a exposição prolongada ao ácido clorídrico, nítrico ou sulfúrico possa reduzir a resistência. Também é estável contra álcalis, exceto bases fortes como hidróxido de sódio sob exposição prolongada. Apresenta boa resistência ao alvejante, agentes redutores, fenol, ácido fórmico e muitos solventes orgânicos, como acetona.
Fibras ocas feitas de Aramida 1313 também podem ser usadas na dessalinização com base nos princípios da osmose reversa.
Fibra de poli(p-fenileno tereftalamida) (PPTA) – Aramida 1414
Fórmula estrutural química do PPTA
Aramid 1414 (comercialmente conhecido comoKevlar®) foi introduzido pela primeira vez em 1972 pela DuPont como uma fibra de poliamida aromática de alta resistência desenvolvida principalmente para reforço de pneus e outros produtos de borracha.
Os monômeros utilizados são cloreto de tereftaloíla e p-fenilenodiamina. A polimerização é realizada por policondensação em solução de baixa temperatura usando solventes fracamente básicos, como hexametilfosforamida (HMPA), DMAc ou N-metil-2-pirrolidona (NMP). Um sistema solvente misto de HMPA e NMP (1:2 em peso) é comumente usado para atingir peso molecular mais elevado.
A polimerização é conduzida a 0–20°C sob condições estritamente anidras. Após a reação, o polímero é precipitado em água, filtrado, lavado, pulverizado e seco para obter o polímero formador de fibra.
A massa giratória é aquecida a 70-90°C e extrusada através de uma fieira, passando por um entreferro de 0,52 cm antes de entrar em um banho de coagulação a cerca de 10°C contendo 20-27% de ácido sulfúrico.
Devido ao alto grau de orientação molecular, as fibras nascentes não necessitam de estiramento adicional e já apresentam excelentes propriedades. Após lavagem e secagem completas a 150°C, podem ser utilizadas como fibras de pneus.
As fibras de poliamida aromáticas (fibras de aramida) representam uma classe líder de materiais de alto desempenho. Com excelente resistência mecânica, resistência ao calor, estabilidade química e propriedades funcionais exclusivas, eles desempenham um papel insubstituível em muitos setores. Desde a Aramida 1313 em filtração de alta temperatura e vestuário de proteção até a Aramida 1414 em reforço de pneus e compósitos, esses materiais continuam a impulsionar o avanço tecnológico em aplicações de alto desempenho.
