Poliamida aromatik ialah makromolekul linear yang terdiri daripada cincin aromatik yang dihubungkan oleh ikatan amida, di mana sekurang-kurangnya 85% daripada ikatan amida disambungkan terus kepada dua cincin aromatik, dan kurang daripada 50% daripada ikatan amida boleh digantikan dengan ikatan imida. Gentian yang diperbuat daripada polimer rantai panjang poliamida aromatik ini dikenali sebagaigentian aramid.
Isophthaloyl chloride dilarutkan dalam tetrahydrofuran dan kemudian ditambah pada suhu bilik ke dalam larutan akueus m-phenylenediamine dan natrium karbonat yang dikacau kuat. Tindak balas polikondensasi berlaku dengan cepat di antara muka dalam beberapa minit, di mana asid yang dihasilkan dinetralkan oleh natrium karbonat. Selepas penyejukan, pengasingan, pencucian dan pengeringan, polimer poli(m-phenylene isophthalamide) diperolehi.
Menggunakan dimetilformamida (DMF) atau dimethylacetamide (DMAc) sebagai pelarut, m-phenylenediamine dilarutkan dengan sejumlah kecil penerima asid dan disejukkan kepada 0–1°C. Isophthaloyl chloride kemudiannya ditambah perlahan-lahan di bawah kacau berterusan. Selepas selesai tindak balas, air ditambah untuk memendakan polimer. Pepejal ditapis, dibasuh, dan dikeringkan untuk mendapatkan poli(m-phenylene isophthalamide).
Polimer dilarutkan dalam DMF atau DMAc yang mengandungi klorida tertentu untuk menyediakan dop berputar. Penyelesaian itu kemudiannya dipintal dengan berputar kering. Gentian as-spun mengandungi garam tak organik pada permukaan dan dibasuh berulang kali dengan air. Selepas itu, gentian diregangkan 4-5 kali pada 300°C. Kedua-dua benang filamen dan gentian ruji boleh dihasilkan dengan kaedah ini.
Dop berputar dikawal pada 22°C dan disemperit melalui spinneret dengan lubang 0.07 mm dan 34,000 kapilari ke dalam tab pembekuan pada 60°C yang mengandungi DMAc dan kalsium klorida (ketumpatan: 1.366 g/cm³). Gentian yang baru lahir dibasuh, diregangkan 2–3 kali dalam air panas, dikeringkan pada penggelek yang dipanaskan, dan seterusnya diregangkan 1.5–1.8 kali pada plat panas 320°C untuk mendapatkan produk akhir, terutamanya gentian ruji.
Kekuatan tegangan dan keliatan Aramid 1313 adalah setanding dengan gentian nilon dan poliester.
Pengecutan dalam udara kering pada 260°C adalah kira-kira 1.7%, dan sekitar 2% dalam air mendidih. Fabrik set haba hampir tiada pengecutan dalam air mendidih.
Aramid 1313adalah secara semula jadi kalis api. Ia hanya terbakar apabila terdedah kepada nyalaan terus dan akan terpadam sendiri sebaik sahaja nyalaan dikeluarkan.
Aramid 1313 tahan kepada kebanyakan asid, walaupun pendedahan berpanjangan kepada asid hidroklorik, nitrik atau sulfurik boleh mengurangkan kekuatan. Ia juga stabil terhadap alkali, kecuali untuk bes kuat seperti natrium hidroksida di bawah pendedahan jangka panjang. Ia menunjukkan ketahanan yang baik terhadap peluntur, agen pengurangan, fenol, asid formik, dan banyak pelarut organik seperti aseton.
Gentian berongga yang diperbuat daripada Aramid 1313 juga boleh digunakan dalam penyahgaraman berdasarkan prinsip osmosis songsang.
Serat Poli(p-phenylene terephthalamide) (PPTA) – Aramid 1414
Formula struktur kimia PPTA
Aramid 1414 (dikenali secara komersial sebagaiKevlar®) mula diperkenalkan pada tahun 1972 oleh DuPont sebagai gentian poliamida aromatik berkekuatan tinggi yang dibangunkan terutamanya untuk tetulang tayar dan produk getah lain.
Monomer yang digunakan ialah terephthaloyl chloride dan p-phenylenediamine. Pempolimeran dijalankan oleh polikondensasi larutan suhu rendah menggunakan pelarut asas lemah seperti heksametilfosforamida (HMPA), DMAc, atau N-metil-2-pirolidon (NMP). Sistem pelarut campuran HMPA dan NMP (1:2 mengikut berat) biasanya digunakan untuk mencapai berat molekul yang lebih tinggi.
Pempolimeran dijalankan pada 0–20°C di bawah keadaan kontang yang ketat. Selepas tindak balas, polimer dimendakkan dalam air, ditapis, dibasuh, dihancurkan, dan dikeringkan untuk mendapatkan polimer pembentuk gentian.
Dop berputar dipanaskan hingga 70–90°C dan tersemperit melalui spinneret, melalui celah udara 0.52 cm sebelum memasuki mandi pembekuan pada kira-kira 10°C yang mengandungi 20–27% asid sulfurik.
Oleh kerana tahap orientasi molekul yang tinggi, gentian yang baru lahir tidak memerlukan lukisan tambahan dan sudah mempamerkan sifat yang sangat baik. Selepas mencuci dan mengeringkan dengan teliti pada 150°C, ia boleh digunakan sebagai gentian tali tayar.
Gentian poliamida aromatik (gentian aramid) mewakili kelas utama bahan berprestasi tinggi. Dengan kekuatan mekanikal yang luar biasa, rintangan haba, kestabilan kimia, dan sifat fungsian yang unik, mereka memainkan peranan yang tidak boleh diganti dalam banyak industri. Daripada Aramid 1313 dalam penapisan suhu tinggi dan pakaian pelindung kepada Aramid 1414 dalam tetulang tayar dan komposit, bahan ini terus memacu kemajuan teknologi dalam aplikasi berprestasi tinggi.
