Introduction à l'aramide

La fibre aramide est un polymère linéaire composé de groupes aromatiques et amides. Elle possède non seulement d'excellentes propriétés mécaniques, mais aussi une structure chimique stable et des propriétés mécaniques idéales.

Ces caractéristiques confèrent à la fibre aramide de nombreux avantages, notamment une résistance ultra-élevée, un module d'élasticité élevé, une résistance aux hautes températures, une résistance aux acides et aux alcalis, une légèreté et une résistance à l'usure.

Contrairement aux chaînes moléculaires des polymères flexibles ordinaires, la structure de la chaîne principale de la fibre d'aramide est basée sur la position para des cycles benzéniques, formant une structure moléculaire en forme de bâtonnet.

Cette structure moléculaire unique rend difficile la rotation interne des segments de la chaîne moléculaire, ce qui lui confère une structure linéaire et rigide.

Les fibres d'aramide présentent également diverses structures supramoléculaires, notamment des structures cœur-gaine, des structures subcristallines et des structures de microfibres. La cristallinité de la gaine est inférieure à celle du cœur, et son épaisseur varie selon le type de fibre et le procédé de filage, généralement de 0,1 μm à 1 μm. 

Le cœur est constitué de monocristaux disposés le long de l'axe de la fibre, avec un degré d'orientation légèrement inférieur à celui de la gaine. Les molécules de la fibre sont presque parallèles à son axe dans le sens longitudinal, tandis que dans le sens transversal, elles sont orientées radialement parallèlement aux feuillets de liaisons hydrogène.

En revanche, les méta-aramides, représentés par les fibres de poly(m-phénylène isophtalamide) (PMTA), sont dépourvus de l'effet de conjugaison des liaisons covalentes dans leurs chaînes moléculaires, ce qui entraîne une énergie potentielle de rotation plus faible au sein de ces chaînes. Les chaînes macromoléculaires sont plus flexibles que celles des para-aramides, et les fibres présentent également une cristallinité inférieure.

Applications des fibres d'aramide

Les fibres para-aramides, grâce à leurs excellentes propriétés de protection balistique, jouent un rôle clé dans le domaine de la protection militaire. Elles sont également souvent utilisées comme renfort dans les matériaux composites, mélangées à des fibres de carbone, des fibres de verre, etc.

La pâte d'aramide, une fibre hautement fibrillée, possède une surface spécifique élevée, une résistance à la traction unique et une faible densité, ce qui en fait un matériau de renforcement idéal pour les résines, les caoutchoucs et autres matrices.

L'utilisation des fibres méta-aramides confère aux tissus fabriqués à partir de ces fibres un rôle essentiel dans des secteurs tels que la production manufacturière, l'armée, la lutte contre les incendies et le sport automobile.

Résumé et perspectives

Les tuyaux renforcés en aramide présentent des avantages considérables dans le secteur des oléoducs et gazoducs, remplaçant efficacement les tuyaux en acier traditionnels et prévenant ainsi les fuites dues à la corrosion. De plus, leur légèreté simplifie le transport et l'installation.

Les futurs axes de recherche et de développement technologiques des entreprises d'aramide de mon pays seront axés sur les aspects suivants : améliorer les performances de l'aramide par modification de la copolymérisation, optimiser les conditions de traitement et de production et réduire les coûts des fibres ; et permettre à l'aramide de s'adapter à différents besoins d'application grâce à la modification de surface, aux fibres mélangées et aux nouvelles technologies de moulage, tout en améliorant les performances et en réduisant les coûts d'application.