O tecido de aramida é usado principalmente para fazer equipamentos de proteção, como coletes à prova de balas, roupas à prova de facadas, capacetes, etc. Ele também pode ser usado para fazer produtos resistentes a altas temperaturas e corrosão, como materiais de filtro de alta temperatura, tampas de válvulas e juntas de vedação.
O que é fibra de aramida?
O nome completo da fibra de aramida é "fibra de poliamida aromática", que se refere à fibra de poliamida sintética de cadeia longa cuja ligação amida está diretamente ligada ao anel benzênico. A ligação amida está ligada ao anel aromático ou a derivados do anel aromático. Trata-se de um novo tipo de material polimérico especial com propriedades excepcionais, como resistência a altas temperaturas, alta resistência mecânica, alto módulo e isolamento. Atualmente, existem dois tipos de fibras de aramida no mercado, que alcançaram uma ampla gama de aplicações comerciais e de produção: meta-aramida e para-aramida.
Meta-aramida Possui excelente estabilidade térmica, retardamento de chamas, isolamento elétrico, estabilidade química e resistência à radiação. O nome completo da fibra de meta-aramida é "poli-m-fenileno isoftalamida" (MPIA), uma fibra polimérica orgânica sintetizada a partir de cloreto de isoftaloíla e m-fenileno diamina. A meta-aramida possui estabilidade térmica de longo prazo, sua característica mais importante. Pode ser usada em altas temperaturas de 200°C por um longo tempo sem envelhecimento e possui excelente estabilidade dimensional. A meta-aramida possui retardamento de chama intrínseco, com índice de oxigênio limitante (LOI) > 28%, não se inflama, derrete ou produz gotículas derretidas no ar espontaneamente e se extingue ao deixar a chama. A fibra de meta-aramida possui excelente isolamento elétrico e a tensão de ruptura do papel isolante feito com ela pode chegar a 20 kV/mm; a fibra de meta-aramida possui excelente resistência à corrosão e à radiação. Além disso, a fibra de meta-aramida também tem baixa rigidez e alto alongamento, podendo ser processada por máquinas têxteis convencionais.
Para-aramida Possui excelentes propriedades, como alta resistência específica, alto módulo específico, alta resistência à temperatura e retardante de chamas, sendo conhecida como as três fibras de alto desempenho do mundo, juntamente com a fibra de carbono e o polietileno de alto módulo de alta resistência. A resistência à tração da para-aramida é 6 vezes maior que a do fio de aço, 2 a 3 vezes maior que a da fibra de vidro e do fio industrial de náilon de alta resistência; o módulo de tração é 2 a 3 vezes maior que o do fio de aço e da fibra de vidro e 10 vezes maior que o do fio industrial de náilon de alta resistência; sua densidade é de apenas cerca de 1/5 da do fio de aço. A para-aramida possui boa resistência ao impacto, resistência à corrosão e resistência à fadiga, sendo conhecida como "fibra à prova de balas". A resistência ao calor da para-aramida é maior que a da meta-aramida. Após centenas de horas a uma temperatura elevada de 200 °C, ela ainda pode manter sua resistência original e não se decompõe ou derrete a uma temperatura elevada de 560 °C. Em termos de proteção ambiental, a para-aramida tem uma estrutura estável e não é fácil de degradar, o que também determina que seja difícil reciclá-la, lidar com ela e afetar o meio ambiente posteriormente.
Aeronáutica
A fibra de aramida possui baixa densidade, alta resistência e boa resistência à corrosão. Pode ser usada na fabricação de carcaças de motores de foguetes para mísseis, materiais de transmissão de ondas de banda larga para fuselagens, asas principais e empenagens de aeronaves e espaçonaves, além de componentes estruturais que podem suportar forças de impacto. A fibra de aramida também pode ser usada na fabricação de materiais estruturais secundários para aeronaves de grande porte, como portas de cabine, janelas, asas, superfícies de carenagem, etc., e pode ser usada na fabricação de tetos e paredes de armazéns de aeronaves para reduzir seu peso.
A placa com estrutura de favo de mel multicamadas, preparada pela impregnação de tecido de aramida com resina epóxi para formar um pré-impregnado de aramida e a ligação direta com a estrutura de favo de mel ou espuma, apresenta excelente resistência ao impacto e permeabilidade a ondas eletromagnéticas. O laminado compósito super-híbrido, formado pela sobreposição e prensagem a quente de fibras de aramida, chapa fina de alumínio e tecido não tecido epóxi, apresenta módulo e resistência específicos extremamente elevados, e sua vida útil antifadiga é de 100 a 1000 vezes maior que a de uma chapa de liga de alumínio. Pode ser utilizado na fuselagem de aeronaves e em outras peças. O material compósito reforçado à base de resina, preparado com fibra de aramida, é aplicado ao corpo de passageiros da aeronave, o que pode reduzir significativamente o peso total da aeronave.
Sua principal vantagem é a alta resistência e leveza, o que pode reduzir o peso total da aeronave, aumentar a segurança, melhorar a eficiência do consumo de combustível e reduzir a poluição do ar. Além disso, a aramida e seus materiais compostos são resistentes à corrosão, o que garante a segurança da aeronave em ambientes hostis, sem problemas como acúmulo de água, congelamento ou corrosão.
A tendência de desenvolvimento futuro da fibra de aramida e seus materiais compósitos no projeto de aeroestruturas também é impressionante. Devido às inúmeras vantagens da aramida e seus materiais compósitos no projeto de aeroestruturas, eles podem praticamente substituir os materiais de aço e alumínio em termos de eficiência e segurança, além de proporcionar maior flexibilidade no projeto estrutural e no processo de fabricação. Além disso, o peso da aramida e seus materiais compósitos também está diminuindo, o que tornará as aeronaves mais leves e manobráveis no ar.
Campo Militar
Materiais compostos de aramida podem ser usados para fabricar carcaças de motores de foguetes sólidos de mísseis, vasos de pressão, cabines de naves espaciais, submarinos, veículos blindados à prova de balas, veículos de transporte de dinheiro à prova de balas, painéis à prova de balas, capacetes à prova de balas, coletes à prova de balas, etc.
Fibras de aramida, fibras de carbono e fibras de polietileno de ultra-alto peso molecular são chamadas de três fibras de alto desempenho. São amplamente utilizadas nas indústrias de defesa nacional e civil, e são materiais estratégicos para um país e um exército fortes. Os produtos são utilizados principalmente nas áreas de fibras ópticas e cabos, fitas de corda, materiais de esqueleto, materiais compósitos, materiais de vedação por fricção, têxteis e proteção à prova de balas, e a configuração padrão é coletes à prova de balas.
Coletes e capacetes à prova de balas feitos de fibras de aramida podem substituir os antigos coletes de náilon e capacetes de tanques. Adicionar uma quantidade adequada de aramida a coletes e capacetes à prova de balas pode não apenas torná-los pequenos em tamanho e leves em peso, mas também aumentar seu desempenho à prova de balas em 40%. O colete à prova de balas macio feito de tecido não tecido de aramida à prova de balas de alta qualidade e filme de polietileno de alto desempenho tem melhor desempenho à prova de balas e resistência ao calor do que a fibra de polietileno de ultra-alto peso molecular. As fibras de aramida também podem ser compostas com outros materiais (como metais, cerâmicas, etc.) para fazer vários tanques à prova de explosão de alta resistência e resistentes a impactos, escudos à prova de balas e placas de blindagem à prova de balas, etc. Além disso, o tecido de fibra de aramida é ligado à parede interna da estrutura, o que pode absorver efetivamente a onda de choque e evitar os danos dos estilhaços ao corpo humano.
Campo Eletrônico e Elétrico
Devido ao início relativamente tardio da pesquisa sobre materiais de aramida em meu país, a tecnologia se desenvolveu rapidamente. O satélite APSTAR-2R atualmente em desenvolvimento utiliza uma camada intermediária em formato de favo de mel como superfície reflexiva da antena. As camadas interna e externa da antena utilizam materiais de para-aramida, e a interposição utiliza aramida em formato de favo de mel. No processo de fabricação do radome da aeronave, a para-aramida é utilizada para aproveitar o bom desempenho de transmissão de ondas desse material e o baixo coeficiente de expansão, de modo que a frequência do refletor possa atender aos requisitos duplos de sua própria estrutura e função. A ESA desenvolveu um subtipo de refletor bicolor com um diâmetro de 1,1 m. Ele utiliza uma estrutura de meta-favo de mel na estrutura sanduíche e material de aramida como camada intermediária. A temperatura da resina epóxi dessa estrutura pode atingir 25 °C e a constante dielétrica é de 3,46. O fator de perda é 0,013, a perda de reflexão do link de transmissão deste tipo de refletor é de apenas 0,3 dB e a perda do sinal de transmissão é de 0,5 dB.
O substrato laminado feito de fibra de aramida e resinas epóxi, fenólica, poliimida e outras possui um alto coeficiente de expansão linear compatível com a cerâmica, não apresentando rachaduras devido à expansão e contração térmicas, podendo ser utilizado na tecnologia de montagem em superfície. A placa de circuito impresso especial presente nele é propícia à miniaturização e ao baixo peso de equipamentos eletrônicos. Utilizando as características de alta resistência e resistência a altas temperaturas da fibra de aramida, ela é utilizada como um "elemento de tensão" na fibra óptica, protegendo-a do alongamento e da deformação causados pela tensão, sem afetar a transmissão da luz. O composto de fibra de aramida e fibra de carbono possui boa processabilidade e propriedades semicondutoras, além de suportar altas temperaturas. É utilizado principalmente na fabricação de materiais para redução de campos elétricos em dispositivos de alta tensão. Após a impregnação com verniz isolante, o papel de aramida apresenta boas propriedades isolantes e, combinado com folhas de mica natural, é utilizado como material isolante para motores resistentes ao calor.
Outros campos
As fibras de aramida contêm um grande número de anéis de benzeno em suas moléculas, que apresentam boa estabilidade química, resistência à corrosão, alta resistência específica, são leves e resistentes, e podem ser usadas na fabricação de cabos para embarcações marítimas e poços de petróleo profundos. A resistência a altas temperaturas e à fadiga da fibra de aramida é utilizada para fabricar raquetes de alta qualidade, varas de pesca, trenós, esquis, bastões de esqui, arcos e flechas, barcos a remo, tacos de golfe, etc., e também pode ser usada para fabricar calçados de montanhismo para condições esportivas adversas, como botas, luvas de boxe, capacetes de corrida, carrocerias de carros de corrida, etc. Como o amianto representa um sério risco para o trato respiratório humano, as fibras de aramida podem ser usadas em vez do amianto para fabricar placas de vedação de borracha reforçada e outras vedações, que são utilizadas em revestimentos e anéis de freio de automóveis.
Com o aumento do número de tipos de equipamentos têxteis, a tecnologia de produção da indústria têxtil também tem se desenvolvido cada vez mais. O tecido de aramida é um tipo de fibra desenvolvido precocemente, amplamente utilizado, com grande produção e rápido desenvolvimento. É um tecido de fibra de alto desempenho com características de resistência ao calor, resistência à corrosão química, resistência à radiação, retardante de chamas e alta resistência. Portanto, possui uma ampla gama de aplicações na indústria, militar, proteção contra incêndio, aeroespacial e outros campos.
Indústria: O tecido de aramida pode ser usado para fabricar produtos resistentes a altas temperaturas e corrosão, como materiais para filtros de alta temperatura, tampas de válvulas e juntas de vedação. Além disso, o tecido de aramida também é um material comumente utilizado nas indústrias têxtil, petroquímica, eletrônica, construção naval e outras.
Aspectos militares: Os tecidos de aramida são usados principalmente na produção de equipamentos de proteção, como coletes à prova de balas, coletes à prova de facadas e capacetes. Devido à sua excelente resistência e resistência ao calor, o tecido de aramida pode proteger eficazmente os soldados contra balas, projéteis e outros ataques.
Em termos de proteção contra incêndio: o tecido de aramida pode ser usado como cinto de proteção contra incêndio, cortina de proteção contra incêndio e outros materiais. Como o próprio tecido de aramida possui propriedades retardantes de chamas, ele pode prevenir incêndios com eficácia após a ocorrência de um incêndio.
Aeroespacial: Tecidos de aramida podem ser usados para fabricar produtos de alta resistência e resistência a altas temperaturas, como assentos de aeronaves, trajes espaciais e paraquedas. Tecidos de aramida também podem ser usados como materiais para proteção solar de satélites, materiais de isolamento térmico de foguetes, etc.
