Aramid, Kevlar, Twaron, Nomex là gì? Đặc điểm, thuộc tính

Sợi Aramid là tên gọi của một nhóm sợi tổng hợp với nhiều thuộc tính đặc biệt, sợi này rất hữu ích trong việc sản xuất áo giáp hay các loại quần áo bảo hộ khác. 

1. Sợi Aramid, Kevlar, Nomex, Twaron, Technora

1.1 Sợi Aramid

Sợi Aramid (“Aromatic Polyamide” - Polyamide có chứa vòng thơm) là một loại polymer linh hoạt có độ cứng, bền, chịu nhiệt và chất lượng cao hơn polyester, cotton,...Sợi Aramid được chế tạo bằng cách kéo sợi rắn từ hỗn hợp hóa chất lỏng. Điều này giúp cho chuỗi polymer định hướng theo hướng của sợi làm tăng độ bền. 

"Aramid là loại Sợi được sản xuất trong đó chất tạo sợi là polyamit tổng hợp chuỗi dài, trong đó ít nhất 85% liên kết amit được gắn trực tiếp vào hai vòng thơm."

Aramid có nhiều tính năng cơ nhiệt vượt trội nên được nghiên cứu phát triển thương mại và ứng dụng rộng rãi ở nhiều lĩnh vực.

Sợi Aramid có hai loại:

- Meta-Aramid: Sợi có khả năng chống cháy, chịu ăn mòn. Meta Aramid được sản xuất bằng cách kéo sợi trong dung dịch hóa học. Sợi này có khả năng ổn định hình dạng ở nhiệt độ cao, sợi có thể tiếp xúc với ngọn lửa và nhiệt độ lên đến 400 độ C. Sợi Meta Aramid được ứng dụng làm quần áo bảo hộ lính cứu hộ, nhân viên quân sự, bộ phận chịu nhiệt ô tô hay trong lĩnh vực hàng không vũ trụ.

- Para-Aramid: Thường có độ chịu kéo rất cao. Nó được chế tạo bằng dry-jet, kéo ướt dẫn đến sợi, bao gồm chuỗi tinh thể dày đặc hình thành dọc theo trục sợi với mật độ cao giúp làm tăng sức chịu lực sợi. Para Aramid được ứng dụng làm găng tay bảo vệ, dây cáp điện, vỏ áo giáp quân sự,..

1.2 Sợi Kevlar

Kevlar là một vật liệu tổng hợp para-aramid được sản xuất bởi một công ty hóa chất DuPont. Về mặt khoa học, Kevlar về cơ bản là poly-para-phenelyne-terephthalamide. Kevlar là loại sợi nhẹ, tổng hợp, chịu nhiệt, mang lại độ bền kéo cao giúp cải thiện hiệu suất và bảo vệ trong nhiều ngành công nghiệp và ứng dụng. 

Cực kỳ mạnh mẽ nhưng nhẹ và bền, Kevlar ^® cung cấp sự cân bằng hoàn hảo giữa hình thức và chức năng - cho phép bạn xác định lại hiệu suất và khám phá những khả năng mới.

Sợi vải Kevlar có thể bảo vệ khỏi nhiều mối nguy hiểm, chống cắt và bảo vệ cơ học, trong khi vẫn giữ cho công nhân thoải mái. Công nghệ chống cắt và chịu nhiệt Kevlar cung cấp các giải pháp PPE đáp ứng hoặc vượt qua các tiêu chuẩn quốc tế về bảo vệ và hiệu suất.

Ứng dụng: chất liệu kết dính, vật liệu vũ trụ, ô tô, tiêu dùng, sợi quang học, dây cáp,... 

1.3 Sợi Nomex

Nomex là một vật liệu meta-aramid chống cháy được phát triển vào những năm 1960 bởi DuPont.

Sản phẩm may mặc PPE được sản xuất bằng Nomex cung cấp khả năng bảo vệ nhiệt, lửa và tia lửa hồ quang vượt trội, đồng thời cung cấp các giải pháp nhẹ, thoải mái đáp ứng hoặc vượt quá các tiêu chuẩn công nghiệp.

Ứng dụng: quần áo chống cháy, hồ quang điện, cơ sở hạ tâng điện, o tô, vũ trụ,..

1.3 Twaron

Twaron là một para-aramid, là một loại sợi tổng hợp bền và chịu nhiệt được phát triển vào những năm 1970 bởi Enka BV (Akzo Nobel Hà Lan), sau này là Akzo Industrial Fibers.

Sợi Twaron nhẹ cung cấp độ bền kéo cao, chống mài mòn và uốn dẻo, cũng như độ bền tuyệt vời.

Đặc điểm độc đáo của Twaron bắt nguồn từ khả năng của các phân tử aramid tự định hướng theo dòng chảy trong quá trình kéo sợi tạo ra sợi, tạo thành các sợi thẳng giống như mì spaghetti chưa nấu chín.

1.4 Technora

Sợi Technora là một aramid cung cấp độ bền kéo và mô đun cao, đồng thời chống mỏi, nhiệt và hóa chất. Technora là sản phẩm của Teijin Aramid.

Sợi được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp để gia cố cáp, dây thừng, ống mềm, dây đai truyền tải, các sản phẩm cao su gia cường và vật liệu tổng hợp.

2. Đặc điểm, thuộc tính của sợi Aramid 

Các sợi para-Aramid như Kevlar và Twaron có đặc tính chịu được trọng lượng lớn cùng độ bền cao, chúng khó cắt hoặc sờn. 

• Mô đun độ cứng cao: 130-179 GPa so với sợi carbon 300 GPa và thủy tinh 81 GPa, độ giãn dài đến Break thấp (không kéo dài nhiều).
• Sợi Aramid chịu được dung môi hữu cơ nhưng nhạy cảm với Clo, Một số Axit và Bazơ.
• Loại sợi này có độ bền khá cao nên thường được ứng dụng rộng rãi trong mảng sản xuất quần áo bảo hộ lao động
• Sợi có khả năng chống mài mòn và cắt tốt
• Độ bền thấp hơn một chút so với sợi thủy tinh E
• Khả năng chống suy thoái nhiệt và khả năng bắt lửa thấp
• Tính toàn vẹn của vải tốt ở nhiệt độ cao
• Sợi Aramid không dẫn điện trong điều kiện bình thường, nhưng có thể hút nước và nước muối.
• Nhạy cảm với sự suy giảm từ bức xạ tia cực tím
• Nhạy cảm với tải xung kích. Có thể thất bại bất ngờ nếu bị sốc.
• Độ bền nén tương đối thấp so với sợi Carbon.
• Sợi rất khó thủy phân, khả năng chịu nhiệt lên đến 500 độ C

Có thể nói đây là loại chất liệu rất đặc biệt với nhiều đặc tính khác nhau. Nhìn chung sợi Aramid khá bền, có khả năng ổn định hình dạng khá tốt. 

3. Ứng dụng

Các sợi Aramid được ứng dụng trong lĩnh vực giao thông vận tải như trong lót phanh, gia cố hàng hóa cao su và lốp xe,.. Ngoài ra, sợi còn được sử dụng phổ biến trong sản xuất áo giáp, đồ bảo hộ, quần áo chống cháy cho nhân viên cứu hỏa, mũ bảo hiểm và găng tay chống cắt.

Sợi Aramid được ứng dụng nhiều trong xây dựng với bê tông sợi được tăng cường và ống dẫn nhiệt dẻo. Trong ngành công nghiệp dầu khí việc đặt đường ống dưới biển thường tốn kém do tuổi thọ không cao. Với tính chất bền chắc sợi Aramid rất lý tưởng cho dây và cáp điện  hay thậm chí còn được sử dụng để cho tàu neo đậu.

Đối với lĩnh vực thể thao như các bộ môn bowstrings, gậy khúc côn cầu, trượt tuyết, sợi Aramid được ứng dụng khá phổ biến. Ngoài ra, trong lĩnh vực âm nhạc, sợi Aramid góp phần chế tạo ra các loại nhạc cụ độc đáo như loa trầm, đầu trống,..

Sợi Aramid có độ bền cao tương tự như sợi thủy tinh nhưng có thể đun ở nhiệt độ cao hơn. Aramid rất cứng với khả năng hấp thụ năng lượng cao nhưng so với cacbon thì nó có độ bền và độ bám dính kém hơn. Các loại Kevlar, Twaron và Nomex đều thuộc họ nhà Aramids và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. 

Trên đây là những chia sẻ của Bảo Hộ Lao Động ECO3D về sợi Aramid, Kevlar, Nomex, Technora, Twaron cũng như những ứng dụng của loại sợi này trong cuộc sống. Hy vọng với những thông tin trên sẽ giúp bạn hiểu hơn về sợi Aramid cũng như công dụng của chúng.