Qu’est-ce que l’aramide ?
L’aramide est le nom générique d’une fibre haute performance composée de polyamides aromatiques.
Il a été mis au point par la société américaine DuPont en 1965. Il est synthétisé par polycondensation de para- ou métaphényldiamine avec du phtalate de diamine. En 1974, on lui a donné le nom générique d’aramide pour le distinguer du nylon.
Les fibres d’aramide sont classées en fibres para- et méta-aramides en fonction de leur structure moléculaire. La première possède d’excellentes propriétés de résistance mécanique, de résistance à la coupure et d’amortissement des vibrations, tandis que la seconde présente une excellente résistance à la chaleur, à la flamme et aux produits chimiques.
Utilisations des aramides
Les fibres para- et méta-aramides ont chacune leurs propres caractéristiques et sont utilisées dans des applications qui tirent le meilleur parti de ces caractéristiques.
1. Fibres para-aramide
Les fibres para-aramides sont utilisées dans un très grand nombre de domaines, de l’industrie à l’aérospatiale. Parmi les exemples industriels, l’on peut citer les éléments de tension et les câbles pour fibres optiques. Dans ces cas-là, l’on utilise les propriétés des fibres aramides, environ cinq fois plus résistantes que l’acier à poids égal, tout en étant moins sujettes à l’allongement.
La résistance au frottement du matériau est également utilisée dans des applications telles que les pneus et les plaquettes de frein, qui doivent résister à l’usure sur une longue période. De plus, ses propriétés de résistance à la coupure sont également utilisées comme fibre pour les produits de sécurité et de protection tels que les gants de travail et les gilets pare-balles. Dans le secteur aérospatial, elles sont également utilisées comme composants de parachutes en raison de leur résistance à la chaleur.
2. Fibres méta-aramide
Contrairement aux fibres aramide, les fibres méta-aramide ne se distinguent pas par leur résistance. Tout en ayant la même résistance, le même poids spécifique et la même texture que le polyester ordinaire, les fibres méta-aramides ont un indice d’oxygène élevé, ce qui indique une performance ignifuge, et ne fondent pas ou ne se décomposent pas à des températures allant jusqu’à 400°C. Elles sont utilisées dans les uniformes de lutte contre l’incendie et les sièges d’aéronefs. Elles sont employées pour les situations nécessitant une résistance à la chaleur et un retardement de la flamme, telles que les uniformes de lutte contre l’incendie et les sièges d’avion.
Propriétés des aramides
1. Fibres para-aramide
La résistance et le module élevé des fibres d’aramide proviennent de la force des liaisons à l’intérieur du polymère. Les para-aramides sont entièrement trans, ce qui signifie qu’ils ont un squelette moléculaire très linéaire et plat.
Lorsque les résines d’aramide sont dissoutes dans de l’acide sulfurique concentré et étirées, les chaînes moléculaires sont d’abord liées entre elles par des liaisons hydrogène. Elles s’enchaînent ensuite pour former des plaques planes. Les plaques s’agrègent ensuite les unes aux autres sous l’effet des forces intermoléculaires pour former un matériau fibreux cylindrique. La disposition particulière des chaînes moléculaires et la formation d’une structure d’ordre supérieur permettent d’obtenir un certain nombre de propriétés, notamment une grande résistance et un module d’élasticité élevé.
2. Fibres méta-aramide
En raison de la disposition en zigzag des molécules dans les fibres méta-aramides, les liaisons hydrogène et les forces intermoléculaires sont plus faibles que dans les fibres para-aramides, et la résistance des fibres méta-aramides est comparable à celle des fibres de polyester et de nylon. En revanche, elles ont une structure relativement souple et, à haute température, une structure dense d’anneaux benzéniques. Cela les rend résistantes à la décomposition et à l’inflammation et elles présentent une bonne résistance à la chaleur. Elles présentent par ailleurs une excellente résistance chimique aux acides et aux bases.
Autres informations sur les aramides
Différences entre les fibres d’aramide et de carbone
Les fibres de carbone sont connues pour être une autre fibre organique très résistante. Les fibres de carbone sont un matériau dont les applications vont des équipements sportifs au secteur aérospatial en raison de sa légèreté et de sa résistance exceptionnelles.
Elles présentent toutefois l’inconvénient d’être conductrices. Les ondes électromagnétiques ne peuvent pas les pénétrer. Elles offrent aussi une faible résistance à l’abrasion. Leur transformation prend beaucoup de temps, ce qui augmente leur coût. C’est pourquoi les plastiques avec des composites de fibres d’aramide, isolants et résistants à l’abrasion, sont souvent utilisés pour les panneaux arrière des smartphones.