Aramide

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
(Doorverwezen vanaf Technora)
Ga naar: navigatie, zoeken
Samenvoegen van Ten minste één Wikipediagebruiker vindt dat de tekst van Kevlar in dit artikel ingevoegd zou moeten worden, of dat er een duidelijkere afbakening tussen deze artikelen dient te worden gemaakt. Als de tekst wordt ingevoegd, dient dat artikel een redirect te worden (hier melden).
Samenvoegen van Ten minste één Wikipediagebruiker vindt dat de tekst van Twaron in dit artikel ingevoegd zou moeten worden, of dat er een duidelijkere afbakening tussen deze artikelen dient te worden gemaakt. Als de tekst wordt ingevoegd, dient dat artikel een redirect te worden (hier melden).
P-Aramid.svg
para-aramide (Kevlar, Twaron)
M-Aramid.svg
meta-aramide (Nomex, Teijinconex)

De aramiden zijn een groep polymeren (meer bepaald polyamiden met aromatisch karakter) die hittebestendig zijn en/of een grote treksterkte hebben. De individuele polymeren zijn een aaneenschakeling van benzeenringen en amidegroepen. De naam is dan ook een samentrekking van 'aromatisch' en 'amide'.

Er zijn twee belangrijke soorten aramiden die commercieel worden geproduceerd: para-aramiden en meta-aramiden. De eerste vormen vezels die relatief gemakkelijk 'oplijnen' en die mede daardoor een hoge treksterkte hebben. Deze aramiden zijn beter bekend onder de merknamen Kevlar (DuPont) en Twaron (Teijin, voorheen AKZO). Ze worden onder meer gebruikt voor kogel- en scherfwerende vesten. De meta-aramiden lijnen niet op. Ze vormen vezels die lichter en soepeler zijn. Deze zijn minder sterk dan de para-aramidevezels, maar ze zijn wel bijzonder vlamvertragend en hittebestendig. Ze worden onder meer gebruikt in vlambestendige kleding. Men kan er ook een soort papier van maken dat elektrisch isolerend is. Bekende merknamen zijn Nomex (DuPont) en Teijinconex (Teijin). Daarnaast is er nog een para-aramide-copolymeer, door Teijin verhandeld onder de naam Technora.

Chemisch gezien is aramide verwant met nylon (dat ook een polyamide is). Specifiek is de aanwezigheid van een aromatische groep (benzeenring) in de keten waar bij nylon een enkelvoudige reeks koolstofatomen zit.

Para-aramide[bewerken]

Para-aramide
.... = waterstofbruggen tussen de ketens onderling

Vezels gesponnen uit para-aramide hebben een bijzonder grote treksterkte, een laag gewicht en kleine rek en ze zijn bestand tegen relatief hoge temperaturen. De treksterkte van para-aramidevezels is ongeveer 5 tot 8 keer zo hoog als die van staal bij gelijk gewicht.

De structuurformule van para-aramide is hiernaast weergegeven. Ook de waterstofbruggen tussen de ketens onderling zijn getoond. Deze zijn medeverantwoordelijk voor de grote sterkte van de vezel.

Para-aramiden vindt men op plaatsen waar de hoge treksterkte een essentiële eigenschap is. De bekendste toepassing is in kogel- en scherfwerende vesten, maar ook in hijskabels wordt Kevlar of Twaron wel toegepast. Para-aramide draden corroderen niet en hun sterkte wordt niet aangetast door onderdompeling in water. De kracht om kogels te stoppen neemt echter wel af als het aramide nat is, tenzij dit speciaal waterbestendig gemaakt is.

Wanneer het polymeer gesponnen wordt, dan resulteert dat in een para-aramide met een enorme kracht die hitte- en snijbestendig is.

Para-aramide-copolymeren[bewerken]

Door de monomeren op een iets andere manier aan elkaar te koppelen, met deels ethergroepen in plaats van amiden, ontstaat een para-aramidevariant die een copolymeer vormt. In plaats van ...-[HN-Ar-NH-OC-Ar-CO]n-... heeft men dan een structuur als ...-[HN-Ar-NH-OC-Ar-CO]n-[HN-Ar-O-Ar-NH-OC-Ar-CO]m-... Technora is ongeveer 10% sterker dan Twaron en Kevlar, maar niet geschikt voor kogelwerende vesten of asbestvervanging.

Meta-aramide[bewerken]

Textielweefsel uit meta-aramide

Stoffen uit meta-aramide zijn vooral in gebruik vanwege de vlamvertragende en hittebestendige eigenschappen. Meta-aramide wordt vooral gebruikt als hittebestendig textiel in brandwerende kleding. Men vindt deze stoffen dan ook in brandweerkleding en in de overalls van autocoureurs.

Papier van meta-aramidevezels is een goede isolator en wordt daarom gebruikt in de elektrotechniek, voor onder meer elektromotoren, generatoren en transformatoren.

Geschiedenis[bewerken]

De eerste aramiden werden in de jaren 1950 gesynthetiseerd bij het Amerikaanse chemiebedrijf DuPont. Dit waren meta-aramiden, die door DuPont onder de naam Nomex op de markt werden gebracht.

In 1964 synthetiseerde Stephanie Kwolek, eveneens bij DuPont, para-aramiden. De oplossing van dit polymeer vormde vloeibare kristallen waardoor uit deze oplossing zeer sterke vezels konden worden gesponnen. Naast DuPont heeft ook AKZO dit polymeer in die tijd weten te spinnen op laboratoriumschaal. Over de technische rechten is een jarenlange patentstrijd geweest tussen de beide firma's. Later in de jaren 1970 heeft AKZO dit product op de markt gebracht onder de naam Twaron, nu onderdeel van Teijin Aramid. Het para-aramide-copolymeer Technora werd ontwikkeld door Teijin in Japan en is nu ook onderdeel van Teijin Aramid.

Belangrijkste toepassingen[bewerken]

Aramidevezels worden onder andere gebruikt in kogel- en scherfwerende vesten sleep- en hijskabels, zeilen voor competitieboten, kano's en kajaks, brandwerende kleding, remvoeringen en sterke en lichte composieten. Het wordt ook gebruikt voor spullen voor extreme sporten, beschermende kleding voor dierenverzorgers, composiet voor vliegtuigen, lekvrije fietsbanden, bootzeilen, ter vervanging van asbest, soms in luidsprekers en recent ook in de bladen van modelhelikopters.

Zie ook[bewerken]

  • Dyneema (een andere supersterke vezel die echter niet op aramide gebaseerd is)