A fibra aramidica, abbreviazione di fibra di poliamide aromatica, hè listata trà e quattru fibre d'altu rendimentu prioritarie per u sviluppu in Cina, inseme cù a fibra di carbone, a fibra di polietilene à pesu moleculare ultra-altu (UHMWPE) è a fibra di basalt. Cum'è u nylon ordinariu, a fibra aramidica appartene à a famiglia di e fibre di poliamide, cù ligami ammidici in a catena moleculare principale. A differenza chjave stà in u ligame: i ligami ammidici di u nylon sò cunnessi à gruppi alifatici, mentre chì quelli di l'aramide sò cunjugati cù anelli di benzene. Questa struttura moleculare speciale dà à a fibra aramidica una resistenza assiale estremamente elevata (> 20 cN/dtex) è un modulu (> 500 GPa), ciò chì a rende u materiale preferitu per rinfurzà i cavi di alta gamma.
Tipi di fibra aramidica
Fibra aramidicainclude principalmente fibre di poliammide interamente aromatiche è fibre di poliammide aromatiche eterocicliche, chì ponu esse ulteriormente classificate in orto-aramide, para-aramide (PPTA) è meta-aramide (PMTA). Trà queste, a meta-aramide è a para-aramide sò quelle chì sò state industrializate. Da una perspettiva di struttura moleculare, a principale differenza trà queste duie stà in a pusizione di l'atomu di carboniu in l'anellu benzenicu à u quale hè attaccatu u ligame amide. Questa differenza strutturale porta à differenze significative in e proprietà meccaniche è a stabilità termica.
Para-Aramide
A para-aramide, o poli(p-fenilene tereftalamide) (PPTA), cunnisciuta ancu in Cina cum'è Aramide 1414, hè un polimeru lineare altu cù più di l'85% di i so ligami ammidici direttamente ligati à anelli aromatichi. I prudutti para-aramidichi di più successu cummerciale sò Kevlar® di DuPont è Twaron® di Teijin, chì dominanu u mercatu mundiale. Hè stata a prima fibra mai prodotta cù una suluzione di filatura di polimeri cristallini liquidi, chì hà inauguratu una nova era di fibre sintetiche ad alte prestazioni. In termini di proprietà meccaniche, a so resistenza à a trazione pò ghjunghje à 3,0-3,6 GPa, modulu elasticu 70-170 GPa, è allungamentu à rottura 2-4%. Queste caratteristiche eccezziunali li danu vantaghji insustituibili in u rinforzu di i cavi ottici, a prutezzione balistica è altri campi.
Meta-Aramide
A meta-aramide, o poli(m-fenilene isoftalamide) (PMTA), cunnisciuta ancu in Cina cum'è Aramide 1313, hè una fibra organica di punta resistente à alte temperature. A so struttura moleculare hè custituita da gruppi amide chì liganu anelli meta-fenileni, furmendu una catena lineare à zigzag stabilizzata da forti legami d'idrogenu intermolecolari in una rete 3D. Sta struttura cunferisce à a fibra una eccellente resistenza à a fiamma, stabilità termica è resistenza à e radiazioni. Un pruduttu tipicu hè u Nomex® di DuPont, cù un Indice Limite di Ossigenu (LOI) di 28-32, una temperatura di transizione vetrosa di circa 275 °C è una temperatura di serviziu cuntinuu sopra à 200 °C, ciò chì a rende largamente aduprata in cavi resistenti à u focu è materiali isolanti à alte temperature.
Proprietà eccezziunali di a fibra aramidica
A fibra aramidica offre una resistenza ultra-alta, un modulu altu, resistenza à u calore, resistenza à l'acidi è à l'alcali, un pesu ridottu, isolamentu, resistenza à l'invecchiamentu, un ciclu di vita longu, stabilità chimica, nisuna goccia fusa durante a combustione è emissioni di gas non tossichi. Da u puntu di vista di l'applicazione di cavi, a para-aramide supera a meta-aramide in resistenza termica, cù un intervallu di temperatura di serviziu continuu da -196 à 204 °C è nisuna decomposizione o fusione à 500 °C. E proprietà più notevuli di a para-aramide includenu una resistenza ultra-alta, un modulu altu, resistenza à u calore, resistenza chimica è bassa densità. A so resistenza supera i 25 g/dtex, da 5 à 6 volte quella di l'acciaio di alta qualità, 3 volte quella di a fibra di vetru è u doppiu di quellu di u filatu industriale di nylon di alta resistenza. U so modulu hè da 2 à 3 volte quellu di l'acciaio o di a fibra di vetru è 10 volte quellu di u nylon di alta resistenza. Hè duie volte più resistente di u filu d'acciaio è pesa solu circa 1/5, ciò chì a rende particularmente adatta per l'usu cum'è rinforzu in cavi ottici, cavi sottomarini è altri tipi di cavi di alta gamma.
Proprietà meccaniche di a fibra aramidica
A meta-aramide hè un polimeru flessibile cù una resistenza à a rottura più alta di u poliestere, u cuttone o u nylon ordinariu. Hà un altu tassu d'allungamentu, una sensazione di dolcezza à u toccu, una bona filabilità, è pò esse pruduttu in fibre corte o filamenti di denier variabili. Pò esse filatu in tessuti è non tessuti utilizendu macchine tessili standard è trasfurmatu per risponde à i bisogni di vestiti protettivi di varie industrie. In l'isolamentu elettricu, e proprietà ignifughe è resistenti à u calore di a meta-aramide si distinguenu. Cù un LOI superiore à 28, ùn continuerà micca à brusgià dopu avè lasciatu a fiamma. A so resistenza à a fiamma hè intrinseca à a so struttura chimica, rendendula permanentemente ignifuga, resistente à a perdita di prestazioni per via di u lavaggio o di l'usu à longu andà. A meta-aramide hà una eccellente stabilità termica, cù un usu continuu à 205 °C è una forte ritenzione di forza ancu à temperature superiori à 205 °C. A so temperatura di decomposizione hè alta, è ùn si scioglie nè gocciola à alte temperature, cuminciendu solu à carbonizà sopra i 370 °C. Queste proprietà a rendenu ideale per l'isolamentu è u rinforzu in cavi à alta temperatura o resistenti à u focu.
Stabilità chimica di a fibra aramidica
A meta-aramide hà una eccellente resistenza à a maiò parte di i prudutti chimichi è à l'acidi inorganici cuncintrati, ancu s'ella hè sensibile à l'acidi sulfurichi è nitrici cuncintrati. Hà ancu una bona resistenza à l'alcali à temperatura ambiente.
Resistenza à e radiazioni di a fibra aramidica
A meta-aramide presenta una resistenza eccezziunale à e radiazioni. Per esempiu, sottu una esposizione prolungata à luce ultravioletta di 1,2 × 10⁻² W/cm² è raggi gamma di 1,72 × 10⁸ rad, a so resistenza ferma invariata. Questa eccezziunale resistenza à e radiazioni a rende particularmente adatta per i cavi utilizati in e centrali nucleari è in i veiculi spaziali.
Durabilità di a fibra aramidica
A meta-aramide mostra ancu una eccellente resistenza à l'abrasione è à i prudutti chimichi. Dopu à 100 lavaggi, u tessutu fattu di meta-aramide prodotta in u paese mantene più di l'85% di a so resistenza à u strappu originale. In l'applicazioni di cavi, sta durabilità garantisce a stabilità di e prestazioni meccaniche è elettriche à longu andà.
Applicazioni di a fibra aramidica
A fibra aramidica hè largamente aduprata in l'industrie aerospaziali, automobilistiche, elettromeccaniche, di custruzzione è sportive di a Cina per via di e so eccellenti proprietà meccaniche, a resistenza à alte temperature è a stabilità chimica. Hè cunsiderata cum'è un materiale chjave per u sviluppu futuru di l'industrie ad alte prestazioni. In particulare, l'aramide ghjoca un rolu insustituibile in i campi di i cavi ottici di cumunicazione, i cavi di alimentazione, i cavi resistenti à alte temperature, i cavi sottomarini è i cavi speciali.
Campi Aerospaziali è Militari
A fibra aramidica presenta una bassa densità, una alta resistenza è una eccellente resistenza à a corrosione. Hè largamente applicata in cumpunenti strutturali di veiculi aerospaziali, cum'è involucri di motori à razzi è strutture radome à banda larga. I so materiali cumposti mostranu una eccellente resistenza à l'impattu è trasparenza di l'onde elettromagnetiche, riducendu significativamente u pesu di l'aeromobili è aumentendu a sicurezza. In u settore di a difesa, l'aramide hè aduprata in giubbotti antiproiettile, caschi è container resistenti à l'esplosioni, ciò chì ne face un materiale principale per a prossima generazione di prutezzione militare ligera.
Campi di Custruzzione è di Trasporti
In l'industria di a custruzzione, a fibra aramidica hè aduprata per u rinforzu strutturale è i sistemi di cavi di ponti per via di a so leggerezza, flessibilità è resistenza à a corrosione. Hè particularmente efficace per rinfurzà strutture irregulari. In u trasportu, l'aramide hè applicata in tessuti di corde per pneumatici per automobili è aerei. I pneumatici rinforzati cù aramide offrenu alta resistenza, resistenza à a perforazione, resistenza à u calore è longa durata di serviziu, rispondendu à e esigenze di prestazione di i veiculi è aerei muderni à alta velocità.
Industria elettrica, elettronica è di cavi
A fibra aramidica hà applicazioni particularmente prominenti in i settori elettricu, elettronicu è di fabricazione di fili è cavi, in particulare in i seguenti duminii:
Membri di tensione in cavi ottici: Cù una alta resistenza à a trazione è un modulu elevati, a fibra aramidica serve cum'è membru di tensione in i cavi ottici di cumunicazione, pruteggendu e fibre ottiche delicate da a deformazione sottu tensione è assicurendu una trasmissione stabile di u signale.
Rinforzu in i cavi: In i cavi speciali, i cavi sottumarini, i cavi di alimentazione è i cavi resistenti à alte temperature, l'aramide hè cumunamente aduprata cum'è elementu di rinforzu cintrali o stratu di armatura. In paragone à i rinforzi metallichi, l'aramide offre una resistenza superiore à un pesu inferiore, aumentendu assai a resistenza à a trazione di i cavi è a stabilità meccanica.
Isolamentu è Ritardanza di Fiamma: I cumposti aramidichi pussedenu una eccellente stabilità dielettrica è termica. Sò largamente usati in strati d'isolamentu di cavi, guaine ignifughe è guaine senza alogeni à bassa emissione di fumu. A carta aramidica, dopu esse stata impregnata di vernice isolante, hè cumminata cù mica naturale per l'usu in motori è trasformatori resistenti à alte temperature.
Cavi resistenti à u focu è di transitu ferroviariu: A resistenza intrinseca à a fiamma è a tolleranza à u calore di a fibra aramidica a rendenu ideale per l'usu in cavi di bordu, cavi di transitu ferroviariu è cavi resistenti à u focu di qualità nucleare, induve i standard di sicurezza sò severi.
EMC è Leggerezza: L'eccellente trasparenza elettromagnetica è a bassa costante dielettrica di l'aramide a rendenu adatta per strati di schermatura EMI, radomi radar è cumpunenti d'integrazione optoelettronica, aiutendu à migliurà a compatibilità elettromagnetica è à riduce u pesu di u sistema.
Altre Applicazioni
A causa di u so altu cuntenutu di anelli aromatichi, a fibra aramidica offre una stabilità chimica è una resistenza à a corrosione eccezziunali, ciò chì a rende adatta per corde marine, cavi di trivellazione petrolifera è cavi ottici di trasmissione aerea in ambienti difficili. Hè ancu largamente aduprata in attrezzature sportive premium, equipaggiamenti di prutezzione è pastiglie di freni automobilistici, è hè sempre più aduttata cum'è alternativa ecologica à l'amianto in applicazioni di sigillatura è isolamentu, pannelli di isolamentu termicu è altri cumpunenti di sigillatura, assicurendu sia e prestazioni sia a sicurezza ambientale.
Data di publicazione: 31 di lugliu di u 2025