aramid

Aramidová vlákna jsou typem syntetických polyamidových vláken, která jsou odolná vůči teplu a velmi pevná. Název pochází ze spojení slov "aromatický" a "polyamid". Dlouhé molekuly ve vláknech jsou velmi rovné a všechny seřazené podél středu vlákna. To znamená, že vyšší podíl chemické vazby přispívá k pevnosti vlákna více než u mnoha jiných umělých vláken. Aramidy se taví při velmi vysokých teplotách (více než 500 °C), jsou prakticky nehořlavé, žáruvzdorné, odolávají proříznutí, propíchnutí a díky vysoké schopnosti absorbovat energii jsou schopné např. zastavit střely, střepiny nebo ochránit před explozí.  Používají se v leteckém a vojenském průmyslu, pro výrobu balistických neprůstřelných vest a balistických kompozitů, v námořním provaznictví, při vyztužování lodních trupů i jako náhrada azbestu. Hojně se používají pro vyztužení kompozitních materiálů, často ve spojení s uhlíkovými a skleněnými vlákny. Matricí pro vysoce výkonné kompozity je obvykle epoxidová pryskyřice. Typické aplikace zahrnují monokokové karoserie závodních vozů Formule 1, listy rotorů vrtulníků, rakety na tenis, stolní tenis, badminton a squash, kajaky, kriketové pálky a hokejky na pozemní hokej, lední hokej a lakros.

Mezi nejznámější aramidová vlákna patří: 

Kevlar®: Tento vysoce pevný materiál vyvinula Stephanie Kwolek ve společnosti DuPont v roce 1965. Poprvé byl komerčně použit počátkem 70. let 20. století jako náhrada oceli v závodních pneumatikách. Materiál se obvykle zpracovává do provazů nebo tkaninových plátů. Ty se mohou používat v nezměněné podobě nebo jako složka součástí kompozitních materiálů. Kevlar® Má mimořádnou pevnost a je pětkrát pevnější než ocel při stejné hmotnosti. Je známý svým vysokým modulem pružnosti, což znamená, že je velmi tuhý a má nízkou prodloužitelnost. To je důležité pro jeho použití v pancéřování, ochranných oděvech, helmách a dalších aplikacích, kde je vyžadována odolnost proti průstřelu nebo prořezu. Má široké využití od pneumatik na kola a závodních plachet až po neprůstřelné vesty.  Vyrábějí se z něj také moderní hlavice pochodových bubnů, které odolávají velkým nárazům. Pokud se používá jako tkaný materiál, je vhodný pro kotevní lana a další podvodní aplikace.

Kevlar® je dobře známou součástí osobní zbroje, jako jsou bojové přilby, balistické masky a balistické vesty. Přilba a vesta PASGT, které používají ozbrojené síly Spojených států, jsou vyrobeny z Kevlaru jako klíčové součásti. Další vojenské aplikace zahrnují použití neprůstřelných obličejových masek a výstelky proti průstřelu, které se používají k ochraně posádek bojových obrněných vozidel. Letadlové lodě třídy Nimitz používají kevlarové výztuhy v životně důležitých oblastech. Civilní aplikace zahrnují uniformy odolné proti vysokým teplotám, které nosí hasiči, neprůstřelné vesty, které nosí policisté, bezpečnostní pracovníci a policejní taktické týmy, jako je SWAT.

Kevlar® je alternativou v některých částech konstrukce lehkých letadel. Jednou z aplikací je náběžná hrana křídla, protože kevlar je méně náchylný k prasknutí při srážce s ptákem než uhlíková nebo skleněná vlákna.

Nomex®: je další aramidové vlákno od společnosti DuPont, které bylo vyvinuto v roce 1967. Má vysokou odolnost vůči teplu a plamenům, což ho činí ideálním pro použití v ochranném oblečení pro hasiče, piloty, vojenské a průmyslové pracovníky. Nomex® se používá také v různých technických aplikacích, jako jsou izolační materiály a těsnicí prvky.

Technora®: je dalším aramidovým vláknem, které má podobné vlastnosti jako Kevlar®. Má vysokou pevnost a odolnost vůči teplu a chemikáliím. Technora® se používá v různých aplikacích, jako jsou lana, provazy a kompozitní materiály.

Twaron®: Srovnatelné vlákno s identickou chemickou strukturou jako Kevlar, které vyvinula v 70. letech 20. století společnost Akzo. Komerční výroba byla zahájena v roce 1986 a Twaron v současnosti vyrábí společnost Teijin. Twaron je dalším typem aramidového vlákna s vynikajícími pevnostními vlastnostmi a odolností proti opotřebení. Používá se v aplikacích jako jsou pancéřování, ochranné oděvy, helmy, lana, provazy, kompozitní materiály, izolace a mnoho dalších odvětví.

Aramidová vlákna mají řadu vlastností, které je dělají atraktivními pro různé aplikace. Některé z hlavních vlastností aramidových vláken zahrnují:

Vysoká pevnost: Aramidová vlákna mají extrémně vysokou pevnost ve srovnání s jinými konvenčními vlákny. Jsou pětkrát až desetkrát pevnější než ocel při stejné hmotnosti.

Nízká hmotnost: Aramidová vlákna mají nízkou hustotu, což znamená, že jsou lehká. Tato vlastnost je zvláště důležitá pro aplikace, kde je požadována nízká hmotnost, jako jsou ochranné oděvy, helmy a lehké konstrukce.

Odolnost proti opotřebení: Aramidová vlákna mají vysokou odolnost proti opotřebení a trhání, což zajišťuje jejich dlouhou životnost a odolnost v náročných podmínkách.

Odolnost proti teplu a plamenům: Aramidová vlákna jsou odolná vůči teplu a plamenům. Při vystavení teplu se neroztavují a zachovávají svou pevnost. To je užitečné pro ochranné oděvy a další aplikace, kde je požadována odolnost proti vysokým teplotám. Až při teplotách nad 400 °C začínají aramidová vlákna postupně ztrácet svou pevnost a stabilitu. Při teplotách nad 500 °C (cca 932 °F) může docházet k postupnému rozkladu vláken.

Chemická odolnost: Aramidová vlákna jsou odolná vůči mnoha chemikáliím, což jim umožňuje být používána v náročných chemických prostředích

Elektroizolační vlastnosti: Aramidová vlákna mají dobré elektroizolační vlastnosti, což znamená, že nevedou elektřinu. Tato vlastnost je užitečná v elektrických a elektronických aplikacích.

Zvuková izolace: Aramidová vlákna mají schopnost tlumit zvuk, což je výhodné pro použití v oděvech nebo materiálech na tlumení zvuku.

Odolnost proti rozkladu: Aramidová vlákna jsou odolná vůči biologickému rozkladu, což zajišťuje jejich dlouhodobou stabilitu.

Aramidová vlákna jsou po určitou dobu odolná proti UV záření díky své chemické struktuře, která obsahuje aromatické skupiny. Tyto aromatické skupiny poskytují aramidovým vláknům vyšší stabilitu a odolnost vůči rozkladu způsobenému UV zářením. Nicméně, dlouhodobá expozice silnému slunečnímu záření může postupně oslabovat aramidová vlákna, což může vést k postupnému snižování jejich pevnosti a dalších mechanických vlastností. Degradace aramidových vláken způsobená UV zářením je obvykle pomalý proces a může být ovlivněna různými faktory, jako je intenzita slunečního záření, délka expozice, klimatické podmínky a další.