Introduzione all'aramide

La fibra aramidica è un polimero lineare composto da gruppi aromatici e ammidici. Possiede non solo eccellenti proprietà meccaniche, ma anche una struttura chimica stabile e proprietà meccaniche ideali.

Queste caratteristiche conferiscono alla fibra aramidica numerosi vantaggi, tra cui elevata resistenza, elevato modulo, resistenza alle alte temperature, resistenza agli acidi e agli alcali, leggerezza e resistenza all'usura.

A differenza delle catene molecolari dei normali polimeri flessibili, la struttura della catena principale della fibra aramidica si basa sulla paraposizione degli anelli benzenici, formando una struttura molecolare a forma di bastoncello.

Questa struttura molecolare unica rende difficile la rotazione interna dei segmenti della catena molecolare, che presentano quindi una struttura rigida lineare.

Le fibre aramidiche presentano anche una varietà di strutture supramolecolari, tra cui strutture nucleo-guaina, strutture subcristalline e strutture microfibrali. La cristallinità della guaina della fibra è inferiore a quella del nucleo e lo spessore della guaina varia a seconda del tipo di fibra e del processo di filatura, tipicamente compreso tra 0,1 μm e 1 μm. 

Il nucleo è costituito da monocristalli disposti lungo l'asse della fibra, con un grado di orientamento leggermente inferiore rispetto alla guaina. Le molecole nella fibra sono pressoché parallele all'asse della fibra in direzione longitudinale, mentre in direzione trasversale sono orientate radialmente, parallelamente ai foglietti di legame idrogeno.

D'altra parte, le meta-aramidi, rappresentate dalle fibre di poli(m-fenilene isoftalammide) (PMTA), non presentano l'effetto di coniugazione dei legami covalenti nelle loro catene molecolari, con conseguente riduzione dell'energia potenziale rotazionale all'interno delle catene molecolari. Le catene macromolecolari sono più flessibili delle para-aramidi e le fibre presentano anche una minore cristallinità.

Applicazioni delle fibre aramidiche

Le fibre para-aramide, con le loro eccellenti proprietà di protezione balistica, svolgono un ruolo fondamentale nel campo della protezione militare. Vengono spesso utilizzate anche come rinforzo nei materiali compositi, miscelate con fibra di carbonio, fibra di vetro, ecc.

La polpa di aramide, una fibra altamente fibrillata, ha un'elevata superficie specifica, una resistenza alla trazione unica e proprietà di bassa densità, che la rendono un materiale di rinforzo ideale in resine, gomme e altre matrici.

L'applicazione delle fibre meta-aramidiche fa sì che i tessuti realizzati con queste fibre svolgano un ruolo fondamentale in settori quali quello manifatturiero, militare, antincendio e motoristico.

Riepilogo e prospettive

I tubi rinforzati in aramide hanno dimostrato notevoli vantaggi nel settore degli oleodotti e dei gasdotti, sostituendo efficacemente i tradizionali tubi in acciaio e prevenendo così le perdite causate dalla corrosione. Inoltre, la loro leggerezza semplifica il trasporto e l'installazione.

La futura attenzione alla ricerca e allo sviluppo tecnologico delle aziende del mio Paese nel settore dell'aramide si concentrerà sui seguenti aspetti: miglioramento delle prestazioni dell'aramide attraverso la modifica della copolimerizzazione, ottimizzazione delle condizioni di lavorazione e produzione e riduzione dei costi delle fibre; e possibilità per l'aramide di adattarsi a diverse esigenze applicative attraverso la modifica della superficie, fibre miste e nuove tecnologie di stampaggio, migliorando al contempo le prestazioni e riducendo i costi di applicazione.