El tejido de aramida se utiliza principalmente para fabricar equipos de protección como chalecos antibalas, ropa antipuñaladas, cascos, etc. También se puede utilizar para fabricar productos resistentes a altas temperaturas y a la corrosión, como materiales de filtrado de alta temperatura, tapas de válvulas y juntas de sellado.
¿Qué es la fibra de aramida?
El nombre completo de la fibra de aramida es "fibra de poliamida aromática", que se refiere a la fibra de poliamida sintética de cadena larga cuyo enlace amida está directamente conectado al anillo bencénico. Este enlace está conectado al anillo aromático o a sus derivados. Se trata de un nuevo tipo de material polimérico especial con propiedades excepcionales como resistencia a altas temperaturas, alta resistencia mecánica, alto módulo y aislamiento. Actualmente, existen dos tipos de fibras de aramida en el mercado que han alcanzado una amplia gama de aplicaciones comerciales y de producción: la meta-aramida y la para-aramida.
Meta-aramida Presenta excelente estabilidad térmica, retardancia a la llama, aislamiento eléctrico, estabilidad química y resistencia a la radiación. El nombre completo de la fibra de metaaramida es "poli-m-fenilenisoftalamida" (MPIA), una fibra polimérica orgánica sintetizada a partir de cloruro de isoftaloilo y m-fenilendiamina. La metaaramida posee estabilidad térmica a largo plazo, su característica más importante. Puede utilizarse a temperaturas elevadas de 200 °C durante un largo periodo sin envejecimiento y posee una excelente estabilidad dimensional. La metaaramida posee retardancia a la llama intrínseca, su índice de oxígeno límite (LOI) es >28 %, no se inflama, funde ni produce gotas fundidas en el aire de forma espontánea y se extingue por sí sola al alejarse de la llama. La fibra de metaaramida posee un excelente aislamiento eléctrico, y la tensión de ruptura del papel aislante fabricado con ella puede alcanzar los 20 kV/mm²; la fibra de metaaramida posee una excelente resistencia a la corrosión y a la radiación. Además, la fibra de meta-aramida también tiene baja rigidez y alto alargamiento, y puede procesarse con maquinaria textil convencional.
Para-aramida Posee excelentes propiedades como alta resistencia específica, alto módulo específico, resistencia a altas temperaturas y retardancia a la llama, y se la considera la tercera fibra de alto rendimiento del mundo, junto con la fibra de carbono y el polietileno de alto módulo y alta resistencia. La resistencia a la tracción de la para-aramida es seis veces mayor que la del alambre de acero, de dos a tres veces mayor que la de la fibra de vidrio y el hilo industrial de nailon de alta resistencia; su módulo de tracción es de dos a tres veces mayor que el del alambre de acero y la fibra de vidrio, y diez veces mayor que el del hilo industrial de nailon de alta resistencia. Su densidad es solo aproximadamente 1/5 de la del alambre de acero. La para-aramida posee buena resistencia al impacto, a la corrosión y a la fatiga, y se la conoce como "fibra a prueba de balas". Su resistencia al calor es superior a la de la meta-aramida. Tras cientos de horas a una temperatura de 200 °C, mantiene su resistencia original y no se descompone ni se funde a una temperatura de 560 °C. En términos de protección del medio ambiente, la para-aramida tiene una estructura estable y no es fácil de degradar, lo que también determina que sea difícil de reciclar y tratar y que afecte al medio ambiente en la etapa posterior.
Aeronáutica
La fibra de aramida presenta baja densidad, alta resistencia y buena resistencia a la corrosión. Se puede utilizar para fabricar carcasas de motores de cohetes, materiales de transmisión de ondas de banda ancha para fuselajes, alas principales y empenajes de aeronaves y naves espaciales, y componentes estructurales resistentes a impactos. También se puede utilizar para fabricar materiales estructurales secundarios para aeronaves de gran tamaño, como puertas de cabina, ventanas, alas, superficies de carenado, etc., y para fabricar techos y paredes de almacenes en aeronaves para reducir su peso.
El tablero multicapa con estructura de panal, preparado mediante la impregnación de tela de aramida con resina epoxi para formar un preimpregnado de aramida y unido directamente a la estructura de panal o espuma, ofrece una excelente resistencia al impacto y permeabilidad a las ondas electromagnéticas. El laminado compuesto superhíbrido, formado mediante la superposición y prensado en caliente de fibra de aramida, una placa delgada de aluminio y tela no tejida epoxi, presenta un módulo específico y una resistencia específica extremadamente altos, y su resistencia a la fatiga es de 100 a 1000 veces mayor que la de la placa de aleación de aluminio. Se puede utilizar en fuselajes de aeronaves y otras piezas. Este material compuesto reforzado con resina, preparado con fibra de aramida, se aplica a la carrocería de los aviones de pasajeros, lo que puede reducir considerablemente el peso total de la aeronave.
Su principal ventaja es su gran resistencia y ligereza, lo que permite reducir el peso total de la aeronave, aumentar la seguridad, optimizar el consumo de combustible y reducir la contaminación atmosférica. Además, la aramida y sus materiales compuestos son resistentes a la corrosión, lo que garantiza la seguridad de las aeronaves en entornos hostiles sin problemas como la acumulación de agua, la congelación o la corrosión.
La tendencia de desarrollo futuro de la fibra de aramida y sus materiales compuestos en el diseño aeroestructural es también muy impresionante. Gracias a sus numerosas ventajas en el diseño aeroestructural, prácticamente pueden sustituir al acero y al aluminio en términos de eficiencia y seguridad, y permiten lograr una mayor flexibilidad en el diseño estructural y el proceso de fabricación. Además, el peso de la aramida y sus materiales compuestos también está disminuyendo, lo que hará que las aeronaves sean más ligeras y maniobrables en el aire.
Campo militar
Los materiales compuestos de aramida se pueden utilizar para fabricar carcasas de motores de cohetes sólidos de misiles, recipientes a presión, cabinas de naves espaciales, submarinos, vehículos blindados antibalas, vehículos de transporte de efectivo antibalas, paneles antibalas, cascos antibalas, chalecos antibalas, etc.
Las fibras de aramida, las fibras de carbono y las fibras de polietileno de ultraalto peso molecular se consideran las tres fibras de alto rendimiento. Se utilizan ampliamente en la defensa nacional y en la industria civil, y constituyen materiales estratégicos para un país y un ejército fuertes. Estos productos se utilizan principalmente en los campos de la fibra óptica y los cables, las cintas para cuerdas, los materiales de esqueleto, los materiales compuestos, los materiales de sellado por fricción, la protección textil y antibalas, y su configuración estándar es la de chalecos antibalas.
Los chalecos y cascos antibalas hechos de fibras de aramida pueden reemplazar los antiguos chalecos de nailon y cascos de tanque. Agregar una cantidad adecuada de aramida a los chalecos y cascos antibalas no solo los hace pequeños y ligeros, sino que también aumenta su rendimiento antibalas en un 40%. El chaleco antibalas suave hecho de tela no tejida de aramida antibalas de alta calidad y película de polietileno de alto rendimiento tiene mejor rendimiento antibalas y resistencia al calor que la fibra de polietileno de peso molecular ultra alto. Las fibras de aramida también se pueden combinar con otros materiales (como metales, cerámica, etc.) para fabricar diversos tanques a prueba de explosiones, escudos antibalas y placas de blindaje antibalas de alta resistencia y resistencia a impactos, etc. Además, el tejido de fibra de aramida está adherido a la pared interna de la estructura, lo que puede absorber eficazmente la onda expansiva y prevenir el daño de la metralla al cuerpo humano.
Campo electrónico y eléctrico
Debido al inicio relativamente tardío de la investigación sobre materiales de aramida en mi país, la tecnología se ha desarrollado rápidamente. El satélite APSTAR-2R, actualmente en desarrollo, utiliza una capa intermedia de panal como superficie reflectante de la antena. Los revestimientos interior y exterior de la antena utilizan materiales de para-aramida, y la interposición utiliza aramida de panal. En el proceso de fabricación del radomo de la aeronave, se utiliza para-aramida para aprovechar el buen rendimiento de transmisión de ondas de este material y el bajo coeficiente de expansión, de modo que la frecuencia del reflector pueda cumplir con los requisitos duales de su propia estructura y función. La ESA ha desarrollado un reflector de subtipo bicolor con un diámetro de 1,1 m. Utiliza una estructura de meta-panal en la estructura sándwich y material de aramida como revestimiento. La temperatura de la resina epoxi de esta estructura puede alcanzar los 25 °C y la constante dieléctrica es de 3,46. El factor de pérdida es 0,013, la pérdida de reflexión del enlace de transmisión de este tipo de reflector es de solo 0,3 dB y la pérdida de señal de transmisión es de 0,5 dB.
El sustrato laminado, compuesto de fibra de aramida y resinas epóxicas, fenólicas, de poliimida y otras, presenta un alto coeficiente de expansión lineal similar al de la cerámica, no se agrieta por expansión y contracción térmica y puede utilizarse en tecnología de montaje superficial. Su placa de circuito impreso especial facilita la miniaturización y el aligeramiento de equipos electrónicos. Gracias a sus características de alta resistencia y resistencia a altas temperaturas, la fibra de aramida se utiliza como "elemento de tensión" en la fibra óptica, protegiéndola de la elongación y la deformación al ser sometida a tensión, sin afectar la transmisión de la luz. Este producto compuesto de fibra de aramida y fibra de carbono posee buena procesabilidad, propiedades semiconductoras y resistencia a altas temperaturas. Se utiliza principalmente en materiales para reducir los campos eléctricos en dispositivos de alta tensión. Tras impregnarse con barniz aislante, el papel de aramida posee buenas propiedades aislantes y, combinado con láminas de mica natural, se utiliza como material aislante para motores resistentes al calor.
Otros campos
Las fibras de aramida contienen una gran cantidad de anillos de benceno en sus moléculas, lo que les confiere buena estabilidad química, resistencia a la corrosión, alta resistencia específica, ligereza y resistencia, y se pueden utilizar para fabricar cables para buques marítimos y pozos petrolíferos profundos. La resistencia a altas temperaturas y a la fatiga de la fibra de aramida se utiliza para fabricar raquetas de alta calidad, cañas de pescar, trineos, esquís, bastones de esquí, arcos y flechas, botes de remos, palos de golf, etc., y también para fabricar calzado de montañismo para condiciones deportivas extremas, como botas, guantes de boxeo, cascos de carreras y carrocerías de coches de carreras. Dado que el amianto es un grave peligro para el tracto respiratorio humano, las fibras de aramida se pueden utilizar en su lugar para fabricar placas de sellado de caucho reforzado y otros sellos, que se utilizan para los revestimientos y anillos de los frenos de automóviles.
Con la creciente variedad de equipos textiles, la tecnología de producción de la industria textil también se ha desarrollado cada vez más. El tejido de aramida es un tipo de fibra de desarrollo temprano, ampliamente utilizado, de gran producción y de rápido desarrollo. Es un tejido de fibra de alto rendimiento con características como resistencia al calor, resistencia a la corrosión química, resistencia a la radiación, retardancia a la llama y alta resistencia. Por lo tanto, tiene una amplia gama de aplicaciones en la industria, el sector militar, la protección contra incendios, la industria aeroespacial y otros sectores.
Industria: El tejido de aramida se puede utilizar para fabricar productos resistentes a altas temperaturas y a la corrosión, como materiales de filtro de alta temperatura, tapas de válvulas y juntas de sellado. Además, en las industrias textil, petroquímica, electrónica, naval y otras, el tejido de aramida también es un material de uso común.
Aspectos militares: Las telas de aramida se utilizan principalmente en la producción de equipos de protección, como chalecos antibalas, chalecos antipuñaladas y cascos. Gracias a su excelente resistencia y resistencia al calor, la tela de aramida protege eficazmente a los soldados de balas, proyectiles y otros ataques.
En cuanto a la protección contra incendios, el tejido de aramida puede utilizarse como cinturón ignífugo, cortina ignífuga y otros materiales. Gracias a sus propiedades ignífugas, puede prevenir eficazmente los incendios.
Aeroespacial: Los tejidos de aramida se pueden utilizar para fabricar productos de alta resistencia y resistencia a altas temperaturas, como asientos de aviones, trajes espaciales y paracaídas. También se pueden utilizar como material para parasoles de satélites, materiales de aislamiento térmico para cohetes, etc.
