Le tissu aramide est principalement utilisé pour fabriquer des équipements de protection tels que des gilets pare-balles, des vêtements anti-couteaux, des casques, etc. Il peut également être utilisé pour fabriquer des produits résistants aux hautes températures et à la corrosion tels que des matériaux filtrants haute température, des couvercles de soupapes et des joints d'étanchéité.
Qu'est-ce que la fibre aramide ?
Le nom complet de la fibre aramide est « fibre polyamide aromatique », ce qui fait référence à une fibre polyamide synthétique à longue chaîne dont la liaison amide est directement reliée au cycle benzénique. La liaison amide est reliée au cycle aromatique ou à ses dérivés. Il s'agit d'un nouveau type de matériau polymère spécial doté de propriétés exceptionnelles telles que la résistance aux hautes températures, une résistance mécanique élevée, un module élevé et des propriétés isolantes. Actuellement, deux types de fibres aramides sont commercialisés et ont atteint un large éventail d'applications commerciales et de production : le méta-aramide et le para-aramide.
méta-aramide La fibre méta-aramide présente une excellente stabilité thermique, une excellente résistance au feu, une excellente isolation électrique, une excellente stabilité chimique et une excellente résistance aux radiations. Nom complet : fibre de poly-m-phénylène isophtalamide (MPIA). Il s'agit d'une fibre polymère organique synthétisée à partir de chlorure d'isophtaloyle et de m-phénylène diamine. Sa principale caractéristique est sa stabilité thermique à long terme. Elle peut être utilisée à haute température (200 °C) pendant une longue période sans vieillissement et présente une excellente stabilité dimensionnelle. Elle possède une résistance intrinsèque au feu, son indice limite d'oxygène (ILO) est supérieur à 28 %, elle ne s'enflamme pas spontanément, ne fond pas et ne produit pas de gouttelettes fondues dans l'air, et s'éteint d'elle-même lorsqu'elle quitte la flamme. La fibre méta-aramide offre une excellente isolation électrique, la tension de claquage du papier isolant qui la compose pouvant atteindre 20 kV/mm. Elle présente également une excellente résistance à la corrosion et aux radiations. De plus, la fibre méta-aramide présente également une faible rigidité et un allongement élevé et peut être traitée par des machines textiles conventionnelles.
Para-aramide Présentant d'excellentes propriétés telles qu'une résistance spécifique élevée, un module spécifique élevé, une résistance aux hautes températures et une ignifugation, le para-aramide est reconnu comme l'une des trois fibres hautes performances au monde, avec la fibre de carbone et le polyéthylène haute résistance à module élevé. Sa résistance à la traction est six fois supérieure à celle du fil d'acier, deux à trois fois supérieure à celle de la fibre de verre et du fil industriel en nylon haute résistance ; son module de traction est deux à trois fois supérieur à celui du fil d'acier et de la fibre de verre, et dix fois supérieur à celui du fil industriel en nylon haute résistance ; sa densité est seulement cinq fois inférieure à celle du fil d'acier. Le para-aramide offre une bonne résistance aux chocs, à la corrosion et à la fatigue, ce qui lui vaut le surnom de « fibre pare-balles ». Sa résistance à la chaleur est supérieure à celle du méta-aramide. Après des centaines d'heures à une température élevée de 200 °C, il conserve sa résistance initiale et ne se décompose ni ne fond à une température élevée de 560 °C. En termes de protection de l'environnement, le para-aramide a une structure stable et n'est pas facile à dégrader, ce qui détermine également qu'il est difficile à recycler et à traiter et affecte l'environnement à un stade ultérieur.
Aéronautiques
La fibre d'aramide présente une faible densité, une grande solidité et une bonne résistance à la corrosion. Elle peut être utilisée pour la fabrication de carters de moteurs-fusées pour missiles, de matériaux de transmission d'ondes à large bande pour fuselages, ailes principales et empennages d'avions et d'engins spatiaux, ainsi que de composants structurels résistant aux forces d'impact. Elle peut également servir à la fabrication de matériaux de structure secondaires pour les gros porteurs, tels que les portes de cabine, les hublots, les ailes, les surfaces de carénage, etc. Elle peut également être utilisée pour la fabrication de plafonds et de parois d'entrepôts afin d'en alléger le poids.
Le panneau multicouche à structure alvéolaire, préparé par imprégnation de tissu aramide avec de la résine époxy pour former un préimprégné d'aramide, puis collé directement à la structure alvéolaire ou en mousse, offre une excellente résistance aux chocs et une excellente perméabilité aux ondes électromagnétiques. Ce stratifié composite super-hybride, formé par le chevauchement et le pressage à chaud de fibres aramides, d'une fine plaque d'aluminium et d'un non-tissé époxy, présente un module spécifique et une résistance spécifique extrêmement élevés, ainsi qu'une durée de vie antifatigue 100 à 1 000 fois supérieure à celle d'une plaque d'alliage d'aluminium. Il peut être utilisé dans le fuselage et d'autres pièces d'avion. Ce matériau composite renforcé à base de résine, préparé à partir de fibres aramides, est appliqué à la structure passagers, ce qui permet de réduire considérablement le poids total de l'appareil.
Leur principal avantage réside dans leur grande robustesse et leur légèreté, ce qui permet de réduire le poids total de l'avion, d'accroître la sécurité, d'optimiser la consommation de carburant et de réduire la pollution atmosphérique. De plus, l'aramide et ses matériaux composites sont résistants à la corrosion, ce qui garantit la sécurité des avions dans des environnements difficiles, sans risques d'accumulation d'eau, de gel ou de corrosion.
L'évolution future de la fibre aramide et de ses matériaux composites dans la conception d'aérostructures est également très prometteuse. Grâce à leurs nombreux avantages, ils peuvent quasiment remplacer l'acier et l'aluminium en termes d'efficacité et de sécurité, et offrent une plus grande flexibilité dans la conception et la fabrication des structures. De plus, leur poids diminue, ce qui rend les avions plus légers et plus maniables en vol.
domaine militaire
Les matériaux composites en aramide peuvent être utilisés pour fabriquer des boîtiers de moteurs de fusées solides, des récipients sous pression, des cockpits de vaisseaux spatiaux, des sous-marins, des véhicules blindés pare-balles, des véhicules de transport de fonds pare-balles, des panneaux pare-balles, des casques pare-balles, des gilets pare-balles, etc.
Les fibres d'aramide, les fibres de carbone et les fibres de polyéthylène à très haut poids moléculaire sont appelées les trois fibres hautes performances. Largement utilisées dans la défense nationale et l'industrie civile, elles constituent des matériaux stratégiques pour un pays et une armée forts. Ces produits sont principalement utilisés dans les domaines des fibres et câbles optiques, des rubans de corde, des matériaux de squelette, des matériaux composites, des matériaux d'étanchéité par friction, des textiles et de la protection pare-balles. La configuration standard est le gilet pare-balles.
Les gilets et casques pare-balles en fibres d'aramide peuvent remplacer les anciens gilets en nylon et casques de char. L'ajout d'une quantité appropriée d'aramide aux gilets et casques pare-balles permet non seulement de les rendre plus compacts et légers, mais aussi d'augmenter leur résistance aux balles de 40 %. Le gilet pare-balles souple, composé d'un non-tissé aramide pare-balles de haute qualité et d'un film polyéthylène haute performance, offre une meilleure résistance aux balles et à la chaleur que les fibres de polyéthylène à très haut poids moléculaire. Les fibres d'aramide peuvent également être associées à d'autres matériaux (tels que les métaux, la céramique, etc.) pour fabriquer divers chars antidéflagrants, boucliers pare-balles, plaques de blindage pare-balles, etc., à haute résistance et résistants aux chocs. De plus, le tissu en fibres d'aramide est collé à la paroi interne de la structure, ce qui permet d'absorber efficacement l'onde de choc et de protéger le corps humain des dommages causés par les éclats d'obus.
Domaine électronique et électrique
Grâce au démarrage relativement tardif des recherches sur les matériaux aramides dans mon pays, la technologie a connu un développement rapide. Le satellite APSTAR-2R actuellement en développement utilise une couche intermédiaire en nid d'abeille comme surface réfléchissante de l'antenne. Les revêtements intérieur et extérieur de l'antenne sont en para-aramide, et l'interposition est en aramide nid d'abeille. Dans la fabrication du radôme de l'avion, le para-aramide est utilisé pour tirer parti de ses bonnes performances de transmission d'ondes et de son faible coefficient de dilatation, permettant ainsi au réflecteur de répondre aux exigences de sa structure et de sa fonction. L'ESA a développé un sous-réflecteur bicolore de 1,1 m de diamètre. Il utilise une structure en méta-nid d'abeilles dans la structure sandwich et un revêtement en aramide. La température de la résine époxy de cette structure peut atteindre 25 °C et sa constante diélectrique est de 3,46. Le facteur de perte est de 0,013, la perte de réflexion de la liaison de transmission de ce type de réflecteur n'est que de 0,3 dB et la perte du signal de transmission est de 0,5 dB.
Le substrat stratifié composé de fibres d'aramide et de résines époxy, phénoliques, polyimides et autres présente un coefficient de dilatation linéaire élevé avec celui de la céramique et ne provoque pas de fissures sous l'effet de la dilatation et de la contraction thermiques. Il peut être utilisé pour la technologie de montage en surface. Le circuit imprimé spécial qu'il contient favorise la miniaturisation et la légèreté des équipements électroniques. Exploitant les caractéristiques de haute résistance et de résistance aux hautes températures de la fibre d'aramide, il est utilisé comme élément de tension dans la fibre optique, protégeant ainsi la fibre optique, petite et fragile, de l'allongement et de la déformation sous tension, sans affecter la transmission lumineuse. Ce composite de fibres d'aramide et de fibre de carbone présente une bonne aptitude à la mise en œuvre, de bonnes propriétés semi-conductrices et une bonne résistance aux températures élevées. Il est principalement utilisé pour la fabrication de matériaux réduisant les champs électriques dans les dispositifs haute tension. Après imprégnation d'un vernis isolant, le papier d'aramide présente de bonnes propriétés isolantes et, associé à une feuille de mica naturel, il est utilisé comme matériau isolant pour les moteurs résistants à la chaleur.
Autres domaines
Les fibres d'aramide contiennent un grand nombre de cycles benzéniques dans leurs molécules. Ces fibres présentent une bonne stabilité chimique, une résistance à la corrosion, une résistance spécifique élevée, une légèreté et une solidité exceptionnelles. Elles peuvent être utilisées pour la fabrication de câbles pour navires et puits de pétrole profonds. Leur résistance aux températures élevées et à la fatigue permet de fabriquer des raquettes, cannes à pêche, luges, skis, bâtons de ski, arcs et flèches, bateaux à rames, clubs de golf, etc., ainsi que des chaussures d'alpinisme pour sports extrêmes, des bottes, des gants de boxe, des casques de course, des carrosseries de voitures de course, etc. L'amiante étant un danger sérieux pour les voies respiratoires humaines, les fibres d'aramide peuvent être utilisées à sa place pour la fabrication de plaques d'étanchéité en caoutchouc renforcé et autres joints, utilisés pour les garnitures et les segments de freins automobiles.
Avec la multiplication des équipements textiles, les technologies de production de l'industrie textile se sont également perfectionnées. Le tissu aramide est un type de fibre développé tôt, largement utilisé, produit en grande quantité et en développement rapide. Il s'agit d'un tissu haute performance offrant des caractéristiques de résistance à la chaleur, à la corrosion chimique, aux radiations, à la flamme et à une grande solidité. Il trouve ainsi de nombreuses applications dans l'industrie, l'armée, la protection incendie, l'aérospatiale et d'autres secteurs.
Industrie: Le tissu aramide peut être utilisé pour fabriquer des produits résistants aux hautes températures et à la corrosion, tels que des matériaux filtrants haute température, des couvercles de soupapes et des joints d'étanchéité. De plus, il est couramment utilisé dans les industries du textile, de la pétrochimie, de l'électronique, de la construction navale et d'autres secteurs.
Aspects militaires : Les tissus aramides sont principalement utilisés dans la fabrication d'équipements de protection tels que les gilets pare-balles, les gilets pare-couteaux et les casques. Grâce à leur excellente résistance à la chaleur et à la résistance aux impacts, les tissus aramides protègent efficacement les soldats contre les balles, les obus et autres attaques.
En matière de protection incendie, le tissu aramide peut être utilisé comme ceinture, rideau et autres matériaux de protection incendie. Grâce à ses propriétés ignifuges, le tissu aramide peut prévenir efficacement les incendies.
Aérospatial: Les tissus en aramide peuvent être utilisés pour fabriquer des produits très robustes et résistants aux hautes températures, tels que des sièges d'avion, des combinaisons spatiales et des parachutes. Ils peuvent également servir de pare-soleil pour satellites, d'isolant thermique pour fusées, etc.
