FIBRAS DE ARAMIDA

Las fibras de aramida fueron introducidas comercialmente en 1972 por DuPont.

Kevlar:

El Kevlar es un polímero altamente cristalino. Llevó mucho tiempo encontrar alguna aplicación útil para el Kevlar, dado que no era soluble en ningún disolvente. Por lo tanto, su procesado en solución estaba descartado. No se derretía por debajo de los 500^oC, de modo que también se descartaba el hecho de procesarlo en su estado fundido. Fue entonces cuando una científica llamada Stephanie Kwolek apareció con una idea brillante.

Stephanie trabajaba en un laboratorio, donde todos los días experimentaba con nuevos materiales. Descubrió el Kevlar cuando se dio cuenta de que una solución plástica que ella estudiaba a menudo estaba actuando de manera "diferente". Este material era súper resistente y a la vez muy ligero. Así fue como descubrió el Kevlar, una fibra química famosa por su uso en los chalecos antibalas.

                                 

                

DuPont es una compañía científica. Fundada en 1802, DuPont pone a trabajar a la ciencia en la resolución de problemas y creación de soluciones que hacen que la vida de la gente sea mejor, más segura y fácil. Con operaciones en más de 70 países, la compañía ofrece una amplia gama de productos y servicios a los mercados, incluyendo el de agricultura, nutrición, electrónica, comunicaciones, seguridad y protección, casa y construcción, transporte y vestido.

Kwolek entró a trabajar en DuPont en 1946 como química de laboratorio en Buffalo, Nueva York. Recién graduada de lo que ahora es la Universidad Carnegie Mellon de Pennsylvania, dijo que su intención originalmente era trabajar para DuPont unos cuantos años, los suficientes para ahorrar dinero y entrar a la facultad de medicina.

"Me enamoré tanto de mi trabajo, que se me olvidaron los estudios de medicina y en su lugar, continúe trabajando para DuPont," señaló Kwolek, quien pasó la mayor parte de su carrera de 40 años en DuPont en la Estación Experimental de Wilmington. "Y creo que el motivo por el que continué, fue que tenía mucha libertad, y había mucha emoción porque constantemente hacíamos inventos de una clase o de otra." El primer trabajo de Kwolek en DuPont fue el precursor de los procesos de baja temperatura para la preparación de polímeros de condensación y dio como resultado cientos de nuevos polímeros, incluyendo la película de poliamida DuPont Kapton® y el polímero y fibra de aramida DuPont Nomex®. Sus descubrimientos, los cuales abrieron nuevos horizontes en los años 60 en el campo de las soluciones de polímero cristalino líquido, constituyeron la base de la preparación comercial de la fibra de aramida Kevlar®.

Las fibras Kevlar® están basadas en poliparafenileno tereftalamida, molécula rígida que facilita lograr una configuración de cadena totalmente extendida (recta). Asimismo, la molécula de poliparafenileno tereftalamida tiene una excelente resistencia a las altas temperaturas y a las llamas. Al ofrecer resistencia al calor, Kevlar® protege contra riesgos térmicos de hasta 800 grados F. 

Nomex:

Las características intrínsecamente ignífugas proporcionadas por NOMEX® hacen que las personas que trabajan con este polímero estén seguras y protegidas contra los peligros del trabajo de cada día. Es ese conocimiento y sentido de la seguridad el que les permite concentrarse en su tarea actual, y contribuir así a elevar la productividad.
NOMEX® esuna molécula con cadena larga. La tecnología térmica avanzada fue creada hace más de 30 años cuando los científicos de DuPont crearon una fibra con una combinación extraordinaria en cuanto a características de alto rendimiento `para el calor e ignífugas, así como características superiores del textil.

La familia de DuPont de los productos de fibra de 
NOMEX® proporciona resistencia excepcional al calor y a la llama y ofrece características excelentes del textil. Los usos incluyen los filtros, las telas revestidas industriales, etc.

NOMEX® también se utiliza para el aislamiento eléctrico en forma de papel y de cartón prensado, donde su fuerza dieléctrica inherente, dureza mecánica y estabilidad termal proporcionan alta confiabilidad en los usos más exigentes.

FIBRA DE ARAMIDA 

 

 Las fibras de aramida, o poliamida aromática, se fabrican cortando uns solución del polímero a través de una 

hiladora. Esto produce una fibra con una estabilidad térmica alta, una alta resistencia y una alta rigidez 

debido a uniones fuertemente organizadas del polímero semicristalino. 

Las cadenas poliméricas alineadas dan una resistencia y una rigidez más importante en la dirección 

longitudinal que en la transversal. Las fibras de aramida tienen un CET negativo en la dirección longitudinal y 

positivo en la radial. 

La fibra de aramida es fibrilar ( en forma de fibras) en su microestructura lo que le da propiedades de flexión 

y de compresión débiles. Las fibras son bastante duras y resistentes a tracción longitudinal. Además, son 

excelentes en resistencia a impacto balístico. 

Las temperaturas típicas de utilización para las fibras de aramida oscilan entre los -200ºC y los +200ºC, 

pero la oxidación limita su utilización por encima de los 150ºC. 

La exposición a la humedad facilita el comportamiento debido a la interacción del agua con las estructuras 

moleculares y cristalográficas de las fibras de aramida. Como las radiaciones ultravioleta degradan las fibras de aramida, estas deben estar en una matriz protectora. 

Se podrían utilizar tratamientos de superficie para mejorar la adherencia entre las fibras y la matriz 

polimérica. 

CARACTERISTICAS 

A finales de los años 60, la empresa du Pont desarrolló una nueva clase de polímeros, poliamidas 

aromáticas para-orientadas (aramidas), que poseían internamente cadenas moleculares rigidas en una 

configuración extedida. Las poliamidas aromáticas no son adecuadas para hilados viscosos; sin embargo, 

bajo determinadas condiciones de concentración, disolvente, peso molecular y temperatura pueden llegar a 

formar soluciones líquido-cristalinas. Estas soluciones pueden fluir a través de un hilador consiguiendo un 

producto fibroso de muy alta orientación. 

De forma similar a las fibras de vidrio o carbono, la curva tensión-deformación de las aramidas es casi lineal 

hasta su rotura. Al menos tres fibras de aramida disponibles en el mercado (Kevlar49-DuPont, HM50-Teijin, 

Twaron-Teijin) han sido experimentadas para reforzar composites con matriz de cemento. Las propiedades 

relativas a la tensión de estas tres fibras se muestran en la Tabla-1. 

La combinación de baja densidad con alta resistencia y alto módulo elástico confiere a las fibras de aramida 

la mayor resistencia a tracción específica de cualquier material y un razonablemente alto módulo elástico 

incluso en comparación con la fibra de carbono. Las aramidas sometidas a tensión tienen una buena 

estabilidad dimensional, con deformación similar a la del acero después de un corto periodo inicial. 

Las deformaciones en Kevlar49 son menores al 20% de la deformación inicial elástica después de varios 

años de esfuerzo. Se ha observado que la deformación depende de la temperatura y esto podría ser 

significativo sólo para niveles de carga superiores al 70% del punto de rotura. A compresión, las aramidas 

son elásticas a baja deformación, pero llegan a ser perfectamente plásticas con altas deformaciones. El 

comienzo de la fase plástica durante la compresión surge por la cizalladura de las cadenas moleculares que 

conduce a la formación de plegados oblicuos dentro de la fibra. En comparación con las fibras de carbono, 

las aramidas sobreviven intactas curvándose al someterse a compresión. Este comportamiento es 

tecnológicamente importante porque facilita el proceso de tejido, trenzado y entrelazado. Las aramidas tienen 

comparativamente una alta estabilidad térmica, no funden, y solo se descomponen en el aire a temperaturas 

superiores a los 450ºC. La alta durabilidad de los hilos de Kevlar49 y de las hebras de Kevlar49/epoxy sometidas a pruebas de alta temperatura para acelerar el colapso han indicado una vida teórica superior a los 

100 años con esfuerzos entre el 50% y el 60% del máximo nominal. 

Desde su introducción comercial en 1972, las aramidas han sido empleadas en una gran variedad de 

aplicaciones, entre las que se incluyen: neumáticos, gomas, cuerdas y cables, balística, cintar y redes, 

plasticos reforzados, materiales para aviación y aeroespaciales, materiales deportivos, eléctricos y pultrusión