Estrutura molecular: diferença entre poliamidas e poliaramidas


A diferença primordial entre as poliamidas como náilon 6, náilon 6,6 e outros e poliaramidas como Nomex e Kevlar se dá em sua estrutura molecular, nas poliamidas as cadeias são em sua maioria alifáticas e possuem menos de 85% de suas estruturas ligadas a dois anéis aromáticos, já nas poliaramidas se tem a presença de 85% das suas ligações amidas entre dois anéis aromáticos (WIKEBER, HARADA, 2005).

 A produção da poliamida, como no caso da poliamida 6.6 pode ser feita com a reação de poli condensação entre um ácido adípico e uma hexametilenodiamida, gerando o polímero e uma molécula de água, conforme a imagem abaixo:

 

Polimerização por condensação da poliamida 6.6

 

 

 

A produção da poliaramidas, neste caso o do Kevlar se dá entre uma poli condensação ente o ácido carboxílico p-benzenodioico e a amina (WIKEBER, HARADA, 2005).

Kevlar vs Náilon 6.6

O Kevlar apresenta vantagem em relação a poliamida 6,6 (Náilon 6,6), pois por conta dos átomos de hidrogênio presentes no anel aromático o impedem de formar a estrutura cis, que apresenta átomos de carbono na mesma direção, algo que impede total estiramento da fibra. Assim, o Kevlar acaba por ficar na configuração trans, que o torna excelente como fibra (WIKEBER, HARADA, 2005). Abaixo uma imagem do náilon com configuração cis e trans:

 


 

Características e estrutura do Kevlar

O Kevlar, assim como as demais poliaramidas apresenta em sua estrutura ligações amidas entre anéis aromáticos volumosos, como pode ser visto na imagem abaixo (DIAS, 2020):

 

 
 
 
 

De acordo com Wieberck e Harada (2005), a resistência a altas temperaturas e o módulo de resistência se da em virtude dos anéis aromáticos, que permitem que o Kevlar seja usado a temperaturas continuas de até 250ºC e picos de 500ºC, tornando-os de grande valia nas áreas de metalurgia, de ferramentaria e entre outras. A baixa densidade e alto módulo de elasticidade quando comparada com aço, permite que o Kevlar seja muito utilizado na área espacial, onde se deseja resistência aos impactos causados por elementos espaciais, ou na área balística para proteção do militar, também é usado para fazer capacetes e em áreas automobilísticas onde se deseja, por exemplo reduzir massa do veiculo para torná-lo mais rápido.

 

Aplicações

No decorrer das postagens deste blog, reforçaremos sempre que possível as diversas aplicações do Kevlar, justificando, talvez, o porquê de ouvirmos o seu nome em contextos diferentes uns dos outros, como os que citaremos abaixo.

A empresa estadunidense Dupont, criadora do Kevlar, afirma que o material também é aplicado na área dos esportes, como o crossfit, por unir resistência à flexibilidade; nos calçados para soldados; nas pranchas desenvolvidas pela lenda do surf Gary Linden; cabos de eletrônicos; vestuário para atletas, como as roupas e capacetes de ciclistas.

Além de todas essas aplicações, o material também encontra suas aplicações nas roupas utilizadas por bombeiros, em virtude da alta resistência a chamas, conforme a imagem abaixo, assim como nos trajes espaciais. 

 

Colete à prova de balas


Traje espacial utilizado por astronautas


 

Referências

DIAS, Diogo Lopes. "Kevlar"; Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/kevlar.htm>. Visitado em 8 de novembro de 2020.

FERNADES, Henrique. “Molécula da Semana”. Disponível em:< https://www.fciencias.com/2013/04/18/molecula-da-semana-kevlar/#:~:text=2%2C6%2Ddiacetilpiridina%20%7C%20Mol%C3%A9cula%20da%20Semana,-30%20de%20Julho>. Visitado em 11 de novembro de 2020

HERNÁNDEZ, José Leonardo Monroy. “Envelhecimento da poliamida 12 em óleo a diferentes temperaturas e pressões”. PUC. Rio de Janeiro, 2016. 

PSIC.WS. “Aramids”. Disponível em <https://pslc.ws/portug/aramid.htm>. Visitado em 10 de novembro de 2020 

POLYMER SCIENCE LEARNING CENTER. “Aramids”. Disponível em <https://pslc.ws/portug/aramid.htm> Visitado em 10 de novembro de 2020

WIEBECK, Hélio; HARADA, Júlio. “Plásticos de Engenharia – Tecnologia e aplicações”. Arttiber Editora. São Carlos, 2005.

BERNARDI, Stefania Tesi. "Avaliação do comportamento de materiais compósitos de matrizes cimentícias reforçadas com fibra de aramida Kevlar". Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, 2003.

ROCHA, Leonardo. “Kevlar completa 50 anos: veja os principais usos desse resistente material” Disponível em: <https://www.tecmundo.com.br/invencao/79918-kevlar-completa-50-anos-veja-principais-usos-desse-resistente-material.htm>. Visitado em 01 de dezembro de 2020

DUPONT. “Produtos para o consumidor em destaque feitos com Kevlar”. Disponível em: < https://www.dupont.com.br/fabrics-fibers-and-nonwovens/featured-consumer-products-kevlar.html>. Visitado em 01 de dezembro de 2020.

WARFARE TACTICAL MAGAZINE. Como funciona um colete balístico. Disponível em <http://wtm.inf.br/como-funciona-um-colete-balistico>. Visitado em 4 de dezembro de 2020.


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