Penggunaan para-aramid menghadapi tiga masalah utama: rintangan UV yang lemah, kekuatan mampatan paksi yang rendah dan lekatan yang lemah pada resin. Kelemahan ini mengehadkan penggunaan para-aramid dalam bahan komposit dan bidang lain.
Penggunaan para-aramid menghadapi tiga masalah utama: rintangan UV yang lemah, kekuatan mampatan paksi yang rendah dan lekatan yang lemah pada resin. Kelemahan ini mengehadkan penggunaan para-aramid dalam bahan komposit dan bidang lain.
Bidang aplikasi para-aramid menentukan bahawa ia tidak dapat dielakkan untuk menggunakannya di luar rumah untuk masa yang lama, jadi sangat penting untuk meningkatkan rintangan UVnya. Rintangan UV aramid yang lemah adalah disebabkan oleh kehadiran sebilangan besar cincin benzena dan kumpulan karbonil dalam struktur. Struktur terkonjugasi ini menyerap tenaga UV dan menyebabkan ikatan amida terputus. Terdapat banyak kajian untuk meningkatkan rintangan UV aramid. Kaedah biasa termasuk menyalut permukaan gentian, cantuman penyerap UV atau agen pelindung UV, dsb. Contohnya, TiO2 dan ZnO diperkenalkan pada permukaan gentian. Prinsipnya adalah untuk menyebarkan sinaran UV melalui Ti02 atau Zn0, dengan itu mengurangkan penyerapan sinaran UV oleh badan gentian. Kajian telah menunjukkan bahawa selepas 168 jam penyinaran UV, gentian Kevlar dengan nano-TiO2 yang dicantumkan pada permukaan masih boleh mengekalkan 90% daripada kekuatan tegangannya, manakala gentian Kevlar yang tidak dirawat hanya boleh mengekalkan 75% daripada kekuatan tegangannya selepas penyinaran yang sama.
Satu lagi kelemahan para-aramid sebagai tetulang komposit ialah kekuatan mampatan paksi yang rendah. Kekuatan mampatan aramid secara amnya ialah 200~400MPa, iaitu kurang daripada 1/10 daripada kekuatan tegangannya dan jauh lebih rendah daripada kekuatan mampatan gentian karbon (>1.0GPa), yang mengehadkan penggunaannya dalam bahan komposit dan medan lain. Ramai sarjana telah menjalankan banyak penyelidikan untuk meningkatkan kekuatan mampatan paksi aramid, seperti rawatan haba melebihi 400°C untuk memaut silang gentian. Walaupun kekuatan mampatan gentian meningkat lebih daripada 2.5 kali ganda selepas rawatan haba, kekuatan tegangannya telah dikurangkan dengan banyak, menunjukkan bahawa rantai makromolekul disertai dengan tahap degradasi tertentu semasa proses rawatan haba. Sesetengah penyelidik juga secara langsung memperkenalkan kumpulan boleh silang silang ke dalam rantaian makromolekul melalui kopolimerisasi. Tao Jiang et al. Memperkenalkan struktur benzocyclobutene (XTA) yang boleh disambung silang pada suhu tinggi ke dalam rantai makromolekul PPTA melalui kopolimerisasi. Di atas 320°C, struktur benzocyclobutene mula bersilang, dan tahap silang silang secara beransur-ansur meningkat dengan peningkatan suhu rawatan haba dan masa rawatan haba. Selepas gentian PPTA-co-XTA dirawat pada 330°C selama 10s, sebilangan besar struktur mikrofibrilasi masih terdapat di dalam gentian; walau bagaimanapun, selepas dirawat pada 410°C selama 120s, keratan rentas gentian itu rata dan licin, dan tiada struktur mikrofibril dikesan, menunjukkan bahawa struktur penghubung silang yang besar telah muncul di antara mikrofibril. Walau bagaimanapun, ujian sifat mekanikal menunjukkan bahawa kekuatan tegangan gentian menurun dengan ketara selepas memaut silang. Ini kerana proses penyambung silang suhu tinggi tidak dapat dielakkan membawa tahap degradasi tertentu, yang menyebabkan kekuatan tegangan berkurangan.
Gambar rajah skema prinsip pengubahsuaian permukaan TiO2 gentian para untuk meningkatkan rintangan UV
Sesetengah orang juga telah mencadangkan salutan lapisan bahan bukan organik dengan kekuatan mampatan tinggi, seperti SiC, pada permukaan gentian. Walau bagaimanapun, salutan itu sendiri akan menjejaskan kebolehbasahan gentian dengan resin, dan ketebalan salutan akan menjejaskan keliatan gentian. Kaedah lain yang biasa digunakan ialah memperkenalkan interaksi ikatan hidrogen antara molekul. Sebagai contoh, gentian Armos yang dihasilkan di Rusia adalah ternary copolymerized dengan memperkenalkan monomer diamina yang mengandungi struktur benzimidazole. Interaksi ikatan hidrogen antara rantai makromolekul dipertingkatkan, dan kekuatan mampatannya adalah 1.39 kali ganda daripada gentian aramid VICWA. Walau bagaimanapun, meningkatkan lagi kekuatan mampatan para-aramid masih menjadi masalah utama.
Satu lagi kelemahan para-aramid yang digunakan sebagai tetulang komposit ialah ia mempunyai lekatan yang lemah pada resin matriks, yang memerlukan pengubahsuaian permukaan gentian. Kaedah biasa termasuk cantuman kimia, rawatan plasma, rawatan penyinaran, goresan kimia dan fluorinasi langsung, antaranya teknologi fluorinasi langsung ialah kaedah rawatan permukaan yang agak berkesan yang telah muncul sejak beberapa tahun kebelakangan ini.
