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papier aramide
Présentation de l’hôtel
Les polyamides avec des groupes aromatiques dans la chaîne principale ne sont pas appelés aramides ou polyamides aromatiques (polyaramides) en soi, mais selon une définition de la Federal Trade Commission des États-Unis, seuls les polyamides synthétiques à longue chaîne dans lesquels au moins 85 % de l'amide les groupes sont directement attachés à deux cycles aromatiques sont liés.
L'aramide est principalement fabriqué sous forme de fibre et plus rarement sous forme de film. Les fibres aramides sont des fibres synthétiques organiques jaune doré. Les fibres ont été développées en 1965 par Stephanie Kwolek chez DuPont et commercialisées sous la marque Kevlar.
Les fibres se caractérisent par une résistance très élevée, une résistance élevée aux chocs, un allongement à la rupture élevé, un bon amortissement des vibrations et une résistance aux acides et aux alcalis. Ils sont également très résistants à la chaleur et au feu. Les fibres d'aramide ne fondent pas à des températures élevées, mais commencent à carboniser à partir d'environ 400 °C. Les noms de marque bien connus pour les fibres aramides sont Nomex et Kevlar de DuPont, ou Teijinconex, Twaron et Technora de Teijin.
On distingue les méta-aramides (Teijinconex et Nomex), les para-aramides (Twaron, Kevlar) et les copolymères para-aramides (Technora). Le nom complet des para-aramides est également appelé poly(p-phénylène téréphtalamide) et est parfois désigné par l'abréviation PPTA.
Procédé de fabrication para-aramide
Les fibres ne peuvent être traitées qu'à partir de solutions, car le point de fusion est généralement bien supérieur au point de décomposition thermique. Une concentration élevée en polymère dans le bain de filage est avantageuse pour la production de filaments et peut conduire à une orientation élevée. Un bon solvant pour les aramides à forte concentration et donc à caractère anisotrope est l'acide sulfurique concentré. La voie de filage direct à partir de la solution de polymère ne s'est pas avérée pratique, les polymères de type diacide carboxylique aromatique et diamine para-orientés étant plus économiques. La production de fibres par polymérisation et l'utilisation d'acide sulfurique comme solvant est illustrée sur l'image.
Dans la polymérisation de ces aramides, un halogénure d'acide dicarboxylique aromatique est généralement supposé, par ex. B. de paraphénylènediamine (PPD) et de dichlorure de téréphtaloyle (TDC). Le polymère est formé en faisant réagir les deux monomères dans un solvant. Le triamide d'acide hexaméthylphosphorique peut être utilisé comme solvant, mais cela semble inapproprié en raison d'effets cancérigènes suspectés. Cependant, l'utilisation de ce solvant peut être évitée si la polymérisation est effectuée dans une bouillie d'excès de chlorure de calcium CaCl2 dans le solvant N-méthylpyrrolidone. Le processus de filage est le processus de filage humide classique habituel. L'utilisation d'un espace d'air entre la filière et le bain de filage, comme cela est connu du filage acrylique, présente des avantages. Après séchage, le fil a une résistance élevée et un module d'élasticité élevé. Dans une deuxième étape du processus, le fil peut être étiré à des températures de 300 à 400 °C. Cela conduit à un module encore plus élevé avec la même résistance et un allongement inférieur. Ce type de fibre aramide est utilisé dans une grande variété d'applications.
Applications
Les applications les plus connues des fibres para-aramides se trouvent dans le secteur de la sécurité (gilets anti-fragmentation et pare-balles, casques de protection, blindages pour véhicules, gants anti-coupure). Mais les fibres aramides sont également de plus en plus utilisées dans les haut-parleurs modernes à hautes performances. Grâce à la haute résilience, les dommages aux membranes en tissu aramide peuvent être évités.
Les fibres d'aramide sont également utilisées comme substitut de l'amiante dans les plaquettes de frein et les joints, et comme matériau de renforcement, par exemple pour les câbles en fibre de verre ou les matériaux en caoutchouc.
Un large domaine d'application du papier aramide est également l'isolation électrique. Les produits sont utilisés comme glissières de recouvrement, isolation d'encoche et isolation de phase dans les moteurs électriques et comme couche d'isolation dans les transformateurs.[1]
Les tissus aramides sont également utilisés pour la toiture dans l'industrie de la construction, y compris la toiture des stades. Ils forment ici le matériau de base, qui est recouvert de PVC ou de PTFE et devient ainsi une membrane partiellement transparente, résistante aux UV et aux intempéries.
Les fibres d'aramide sont également souvent utilisées dans les équipements sportifs en raison de leur résistance à la déchirure et à la traction et de leur faible poids, par exemple pour les cordes, les suspentes de parapente, pour les voiles de voiliers et de planches de surf, pour les crosses de hockey ou comme cordes pour les raquettes de tennis. Certains pneus de vélo sont protégés par des inserts en Kevlar contre la pénétration de bris de verre et autres. Les pneus pliants contiennent un faisceau de Kevlar au lieu d'un fil.
Les cordes d'escalade ne peuvent pas être fabriquées en aramide en raison de l'étirement nécessaire.
Ils sont également utilisés dans les plastiques renforcés de fibres dans la construction aéronautique, en particulier pour la construction de planeurs. Les fibres aramides sont également utilisées dans les Airbus A310 et A380 ainsi que dans les hélicoptères MBB Bo 105 et BK 117, par exemple comme carters de support moteur.
Les fibres méta-aramides sont utilisées spécifiquement pour la protection incendie. Ils se sont fait connaître dans les vêtements ignifuges (ex. combinaisons de protection pour les pompiers, combinaisons de pilote de course, etc.).
Une autre application du méta-aramide est la transformation de composites de fibres en noyaux sandwich en nid d'abeilles, appelés nids d'abeilles fabriqués à partir de papier Nomex.
La fibre aramide présentée ici est également utilisée comme fil invisible dans la scène magicienne sous le nom de "Invisible Kevlar Thread".
Propriétés
Semblables aux fibres de carbone, les fibres ont un coefficient de dilatation thermique négatif dans le sens longitudinal, c'est-à-dire qu'elles deviennent plus courtes et plus épaisses lorsqu'elles sont chauffées. Leur résistance spécifique et leur module d'élasticité sont nettement inférieurs à ceux des fibres de carbone. En liaison avec le coefficient de dilatation positif de la résine de matrice, des composants hautement stables dimensionnellement peuvent être fabriqués. Par rapport aux plastiques renforcés de fibres de carbone, la résistance à la compression des composites de fibres d'aramide est nettement inférieure. Les aramides sont extrêmement résistants à la chaleur, résistent facilement à des températures supérieures à 370°C sans fondre et sont très résistants à la chaleur même lorsque le tissu n'est pas bien ajusté. On distingue deux modifications qui se différencient notamment par leur module d'élasticité différent : « Bas module » : Résistance à la traction 2800 N/mm² et module d'élasticité 59 kN/mm² « Haut module » : Résistance à la traction 2900 N/mm² et module d'élasticité 127 kN/ mm² Les deux modifications ont une densité de 1,45 g/cm³. Les fibres à haut module sont principalement utilisées pour les composants soumis aux chocs et aux impacts, tandis que les fibres à bas module sont utilisées dans les gilets pare-balles. Les feuilles d'aramide sont souvent calandrées à partir de tissu, mais sont également fabriquées directement sous forme de feuilles minces. Ils sont utilisés comme matériau isolant (y compris les transformateurs de classe de matériau isolant C, température jusqu'à 220 °C), comme matériau de base pour les cartes de circuits imprimés flexibles et comme matériau de fenêtre sur les accélérateurs et les détecteurs.
traitement
Lors de la manipulation et du traitement, la légère absorption d'humidité et la faible résistance aux UV doivent être prises en compte. Les fibres à l'origine jaune doré prennent une teinte brun bronze lorsqu'elles sont exposées aux rayons UV (lumière du soleil) et perdent jusqu'à 75 % de leur résistance. Selon la manière dont elles sont stockées, les fibres peuvent absorber jusqu'à 7 % d'eau. Les fibres trop humides peuvent être séchées. Une teneur en eau inférieure à 3 % est courante dans l'industrie aérospatiale.
Des outils de coupe micro-dentelés spéciaux sont nécessaires pour couper les fibres d'aramide. Le traitement mécanique des composants composites en fibres finis est également effectué avec des outils de traitement de haute qualité ou par découpe au jet d'eau.
Les pièces en fibres composites sont généralement fabriquées avec des résines époxy. Les promoteurs d'adhésion chimiques ne sont pas connus.
Source: Wikipédia
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