Aramida zuntza, poliamida zuntz aromatikoaren laburdura, Txinan garapenerako lehenetsitako lau errendimendu handiko zuntzen artean dago, karbono-zuntzarekin, pisu molekular ultra-altuko polietileno-zuntzarekin (UHMWPE) eta basalto-zuntzarekin batera. Nylon arrunta bezala, aramida zuntza poliamida zuntzen familiakoa da, eta kate molekular nagusian amida loturak ditu. Desberdintasun nagusia loturan datza: nylonaren amida loturak talde alifatikoekin lotuta daude, eta aramidenak, berriz, bentzeno eraztunekin konjugatuta daude. Egitura molekular berezi honek aramida zuntzari erresistentzia axial oso handia (>20cN/dtex) eta modulua (>500GPa) ematen dio, eta horrek goi-mailako kableak indartzeko material hobetsia bihurtzen du.
Aramida zuntz motak
Aramida zuntzabatez ere poliamida zuntz guztiz aromatikoak eta poliamida zuntz aromatiko heteroziklikoak biltzen ditu, eta hauek gehiago sailka daitezke orto-aramida, para-aramida (PPTA) eta meta-aramida (PMTA). Hauek dira industrializatu direnak meta-aramida eta para-aramida. Egitura molekularraren ikuspegitik, bien arteko desberdintasun nagusia bentzeno eraztunean amida lotura lotuta dagoen karbono atomoaren posizioan datza. Egitura-desberdintasun honek propietate mekanikoetan eta egonkortasun termikoan alde nabarmenak eragiten ditu.
Para-Aramida
Para-aramida, edo poli(p-fenileno tereftalamida) (PPTA), Txinan Aramid 1414 izenez ere ezaguna, polimero lineal altua da, amida loturen % 85 baino gehiago eraztun aromatikoei zuzenean lotuta duena. Para-aramida produktu komertzialki arrakastatsuenak DuPont-en Kevlar® eta Teijin-en Twaron® dira, munduko merkatua menderatzen dutenak. Kristal likidozko polimeroen hari-soluzio bat erabiliz ekoitzitako lehen zuntza izan zen, errendimendu handiko zuntz sintetikoen aro berri bati hasiera emanez. Propietate mekanikoei dagokienez, bere trakzio-erresistentzia 3,0-3,6 GPa-ra irits daiteke, elastikotasun-modulua 70-170 GPa-ra eta haustura-luzapena % 2-4-ra. Ezaugarri aparteko hauek abantaila ordezkaezinak ematen dizkiote kable optikoen indartzean, babes balistikoan eta beste arlo batzuetan.
Meta-Aramida
Meta-aramida, edo poli(m-fenileno isoftalamida) (PMTA), Txinan Aramid 1313 izenez ere ezaguna, tenperatura altuko erresistentzia duen zuntz organiko nagusia da. Bere egitura molekularra meta-fenileno eraztunak lotzen dituzten amida taldeez osatuta dago, 3D sare batean hidrogeno lotura intermolekular sendoek egonkortutako kate lineal sigi-sagatsu bat osatuz. Egitura honek zuntzari suaren aurkako erresistentzia, egonkortasun termiko eta erradiazioarekiko erresistentzia bikainak ematen dizkio. Produktu tipiko bat DuPont-en Nomex® da, 28-32ko Oxigeno Indize Mugatzailea (LOI), 275 °C inguruko beira-trantsizio tenperatura eta 200 °C-tik gorako zerbitzu-tenperatura jarraitua duena, suaren aurkako kableetan eta tenperatura altuko isolamendu-materialetan oso erabilia bihurtuz.
Aramida zuntzaren propietate bikainak
Aramida zuntzak erresistentzia ultra-handia, modulu altua, beroarekiko erresistentzia, azido eta alkaliekiko erresistentzia, pisu txikia, isolamendua, zahartzearekiko erresistentzia, bizi-ziklo luzea, egonkortasun kimikoa, errekuntzan urtutako tantarik ez eta gas-isuri ez-toxikoak eskaintzen ditu. Kableen aplikazioen ikuspegitik, para-aramidak meta-aramida gainditzen du erresistentzia termikoan, -196 eta 204 °C arteko zerbitzu-tenperatura jarraituarekin eta 500 °C-tan deskonposizio edo urtzerik gabe. Para-aramidaren propietate aipagarrienen artean, erresistentzia ultra-handia, modulu altua, beroarekiko erresistentzia, erresistentzia kimikoa eta dentsitate baxua daude. Bere erresistentzia 25 g/dtex baino handiagoa da: altzairu kalitate handikoaren 5-6 aldiz, beira-zuntzaren 3 aldiz eta nylon industria-hariaren bikoitza. Bere modulua altzairuaren edo beira-zuntzaren 2-3 aldiz eta nylonaren 10 aldiz da. Altzairuzko alanbrea baino bi aldiz gogorragoa da eta 1/5 inguru pisatzen du, eta horrek bereziki egokia bihurtzen du kable optikoetan, itsaspeko kableetan eta beste goi-mailako kable mota batzuetan errefortzu gisa erabiltzeko.
Aramida zuntzaren propietate mekanikoak
Meta-aramida poliester, kotoi edo nylon arruntak baino haustura-erresistentzia handiagoa duen polimero malgua da. Luzapen-tasa handia, ukitu leuna eta birakari ona ditu, eta zuntz labur edo harizpi desberdinetan ekoiztu daiteke. Ehun-makineria estandarra erabiliz ehunak eta ehundu gabeko ehunak egiteko irundu daiteke, eta hainbat industriaren babes-arropen beharrak asetzeko prozesatu. Isolamendu elektrikoan, meta-aramidaren suaren aurkako eta beroarekiko erresistentzia-propietateak nabarmentzen dira. 28tik gorako LOI batekin, ez du erretzen jarraituko sugarra utzi ondoren. Bere suaren aurkako erresistentzia berezko da bere egitura kimikoan, eta horrek betiko suaren aurkakoa bihurtzen du, hau da, garbiketaren edo epe luzeko erabileraren ondoriozko errendimendu-galeraren aurrean erresistentea. Meta-aramidak egonkortasun termiko bikaina du, 205 °C-tan etengabe erabiltzen da eta indarra sendo mantentzen du 205 °C-tik gorako tenperaturetan ere. Bere deskonposizio-tenperatura altua da, eta ez da urtzen edo tantaka egiten tenperatura altuetan, 370 °C-tik gora karbonoztatzen hasten da soilik. Propietate hauek aproposa bihurtzen dute tenperatura altuko edo suaren aurkako kableetan isolamendurako eta indartzeko.
Aramida zuntzaren egonkortasun kimikoa
Meta-aramidak erresistentzia bikaina du produktu kimiko gehienen eta azido ez-organiko kontzentratuen aurrean, nahiz eta azido sulfuriko eta nitriko kontzentratuekiko sentikorra izan. Alkaliarekiko erresistentzia ona ere badu giro-tenperaturan.
Aramida zuntzaren erradiazioarekiko erresistentzia
Meta-aramidak erradiazio-erresistentzia apartekoa du. Adibidez, 1,2×10⁻² W/cm² argi ultramorearen eta 1,72×10⁸ rad gamma izpien eraginpean denbora luzez, bere indarra aldatzen ez da. Erradiazio-erresistentzia bikain honek bereziki egokia egiten du zentral nuklearretan eta espazio-ontzietan erabiltzen diren kableetarako.
Aramida zuntzaren iraunkortasuna
Meta-aramidak urradura eta erresistentzia kimiko bikaina ere erakusten du. 100 garbiketa egin ondoren, etxean ekoitzitako meta-aramidaz egindako ehunak bere jatorrizko urradura-erresistentziaren % 85 baino gehiago mantentzen du. Kableen aplikazioetan, iraunkortasun honek epe luzerako errendimendu mekaniko eta elektrikoaren egonkortasuna bermatzen du.
Aramida zuntzaren aplikazioak
Aramida zuntza oso erabilia da Txinako aeroespazial, automobilgintza, elektromekanika, eraikuntza eta kirol industrietan, bere propietate mekaniko bikainak, tenperatura altuko erresistentzia eta egonkortasun kimikoa direla eta. Etorkizuneko errendimendu handiko industrien garapenerako funtsezko materialtzat hartzen da. Bereziki, aramidak ezinbesteko zeregina du komunikazio-kable optikoen, potentzia-kableen, tenperatura altuko erresistentzia duten kableen, itsaspeko kableen eta kable berezien arloetan.
Aire eta Espazio Arloak
Aramida zuntzak dentsitate baxua, erresistentzia handia eta korrosioarekiko erresistentzia bikaina ditu. Oso erabilia da ibilgailu aeroespazialen egitura-osagaietan, hala nola suziri-motorren karkasetan eta banda zabaleko radomo-egituretan. Bere material konposatuek inpaktuarekiko erresistentzia bikaina eta uhin elektromagnetikoen gardentasuna erakusten dute, hegazkinen pisua nabarmen murriztuz eta segurtasuna hobetuz. Defentsa sektorean, aramida bala-kontrako txalekoetan, kaskoetan eta leherketen aurkako edukiontzietan erabiltzen da, eta hurrengo belaunaldiko babes militar arinen material nagusi bihurtu da.
Eraikuntza eta Garraio Eremuak
Eraikuntza industrian, aramida zuntza egitura-indartzeko eta zubi-kable sistemetarako erabiltzen da, bere arintasunagatik, malgutasunagatik eta korrosioarekiko erresistentziagatik. Bereziki eraginkorra da egitura irregularrak indartzeko. Garraioan, aramida automobil eta hegazkinen pneumatikoen kordoi-ehunetan erabiltzen da. Aramidaz indartutako pneumatikoek erresistentzia handia, zulatze-erresistentzia, bero-erresistentzia eta zerbitzu-bizitza luzea eskaintzen dituzte, abiadura handiko ibilgailu eta hegazkin modernoen errendimendu-eskakizunak betez.
Industria elektrikoa, elektronikoa eta kablea
Aramida zuntzak aplikazio nabarmenak ditu sektore elektrikoan, elektronikoan eta alanbre eta kableen fabrikazioan, batez ere arlo hauetan:
Kable optikoetako trakzio-elementuak: Trakzio-erresistentzia eta -modulu handia duenez, aramida-zuntzak komunikazio-kable optikoetan trakzio-elementu gisa balio du, zuntz optiko delikatuak tentsiopean deformaziotik babestuz eta seinaleen transmisio egonkorra bermatuz.
Kableetako errefortzuak: Kable berezietan, itsaspeko kableetan, potentzia-kableetan eta tenperatura altuko kableetan, aramida normalean errefortzu-elementu zentral edo armadura-geruza gisa erabiltzen da. Metalezko errefortzuekin alderatuta, aramidak erresistentzia handiagoa eskaintzen du pisu txikiagoan, kablearen trakzio-erresistentzia eta egonkortasun mekanikoa asko hobetuz.
Isolamendua eta suaren aurkako erresistentzia: Aramida konpositeek egonkortasun dielektriko eta termiko bikaina dute. Kableen isolamendu geruzetan, suaren aurkako jaketan eta halogenorik gabeko ke gutxiko zorroetan oso erabiliak dira. Aramida papera, berniz isolatzailearekin busti ondoren, mika naturalarekin konbinatzen da tenperatura altuko motor eta transformadoreetan erabiltzeko.
Suaren aurkako kableak eta trenbide-garraiorako kableak: Aramida zuntzaren suarekiko erresistentzia eta bero-tolerantzia bereziak aproposak dira itsasontzien kableetan, trenbide-garraiorako kableetan eta segurtasun-estandar zorrotzak diren kable nuklearretan erabiltzeko.
EMC eta Arintasuna: Aramidaren gardentasun elektromagnetiko bikainak eta konstante dielektriko baxuak EMI babes-geruzetarako, radar-radomoetarako eta integrazio optoelektronikoko osagaietarako egokia bihurtzen dute, bateragarritasun elektromagnetikoa hobetzen eta sistemaren pisua murrizten lagunduz.
Beste aplikazio batzuk
Bere eraztun aromatikoen edukiera handia dela eta, aramida zuntzak egonkortasun kimiko eta korrosioarekiko erresistentzia bikaina eskaintzen du, itsas soketarako, petrolio-zulaketa kableetarako eta ingurune gogorretan dauden gaineko transmisio kable optikoetarako egokia bihurtuz. Gainera, kirol ekipamendu premium-etan, babes-ekipoetan eta automobilgintzako balazta-pastilletan erabiltzen da, eta gero eta gehiago erabiltzen ari da amiantoaren alternatiba ekologiko gisa zigilatzeko eta isolatzeko aplikazioetan, isolamendu termikoko paneletan eta beste zigilatzeko osagai batzuetan, errendimendua eta ingurumen-segurtasuna bermatuz.
Argitaratze data: 2025eko uztailaren 31a