Aramids



Aramidas são uma família de polímeros derivada do náilon, incluindo Nomex e Kevlar. Kevlar é usado para se fazer artefatos como coletes a prova de balas e pneus de bicicleta a prova de furos. Eu imagino que se possa fazer até mesmo pneus de bicicleta a prova de balas usando Kevlar, caso alguém sinta essa necessidade.

Blendas de Nomex e Kevlar são usadas para se fazer roupas a prova de fogo. É o Nomex que evita que os pilotos de caminhões e tratores-monstro queimem até a morte caso seus veículos cuspam mais fogo que o usual. Graças ao Nomex, uma importante parte da cultura americana pode ser praticada com segurança (polímeros também atuam em outra parte do show de caminhões-monstro, na forma de elastômeros, que é o material que constitui os pneus gigantes). As blendas de Nomex-Kevlar também protegem os bombeiros.

Kevlar é uma poliamida, na qual todos os grupos amida são separados por grupos para-fenileno, ou seja, os grupos de amida se ligam aos anéis de fenil opostos uns aos outros, nos carbonos 1 e 4. A molécula do Kevlar está mostrada na figura grande no topo desta página.


O Nomex, por sua vez, possui grupos meta-fenileno, ou seja, os grupos de amida estão ligados no anel fenila nas posições 1 e 3.

O Kevlar é um polímero muito cristalino. Levou muito tempo para que alguém conseguisse fazer algo útil com Kevlar porque ele não se dissolve em substância alguma. Logo, processá-lo na forma de soluções estava fora de questão. Ele também não se funde abaixo de terríveis 500oC; logo, sua fusão também foi descartada. Então, uma cientista chamada Stephanie Kwolek propôs um plano brilhante. Clique aqui para descobrir o que foi.

As aramidas são usadas na forma de fibras. Elas geram fibras melhores que poliamidas não-aromáticas, como náilon 6,6.

Por que? Por que?

Ok, já que parece que tudo mundo tem de saber, eu conto a vocês. Isto tem relação com um pequeno macete que as amidas possuem. Elas tem a capacidade de adotar duas formas diferentes, ou conformações. Você pode ver isto na figura de uma amida de baixo peso molecular. As duas figuras são o mesmo composto, mas em duas conformações diferentes. A figura à esquerda é chamada conformação trans, e a que está à direita é a conformação cis.

Em Latin, trans significa "do outro lado". Ou seja, quando os grupos hidrocarboneto da amida estão em lados opostos da ligação peptídeo, a ligação entre o oxigênio da carbonila e a do nitrogênio da amida, a amida é chamada de trans-amida. Da mesma forma, cis em Latin significa "do mesmo lado", e quando ambos os grupos hidrocarbonetos estão do mesmo lado da ligação peptídeo, nós a chamamos de cis-amida.

A mesma molécula de amida pode se torcer para frente e para trás entre as conformações cis- e trans, desde que seja fornecida um pouco de energia.

As mesmas conformações cis- e trans- também existem em poliamidas. Quando todos os grupos numa poliamida, como o náilon 6,6 por exemplo, assumem conformação trans, o polímero é totalmente estirado numa linha reta. Isto é exatamente o que queremos de uma fibra, uma vez que cadeias longas, retas e plenamente estiradas se compactam mais perfeitamente na forma cristalina que constitui a fibra. Mas, infelizmente, sempre há pelo menos algumas ligações amida na conformação cis. Logo, as cadeias de nylon 6,6 nunca ficarão completamente estiradas.

Mas com o Kevlar é diferente. Quando ele tenta se torcer para ficar na configuração cis, os átomos de hidrogênio dos grandes grupos aromáticos ficam no caminho! A configuração cis coloca os átomos de hidrogênio um poucos mais próximos uns dos outros do que eles querem estar. Desse modo, o Kevlar acaba ficando totalmente na conformação trans. É por isso que as moléculas de Kevlar podem se estender totalmente, formando ótimas fibras.

Neste momento pode ajudar olhar para um close dessa situação. Olhe para a figura abaixo e você verá que, quando o Kevlar tenta formar a conformação cis, não há espaço suficiente para os hidrogênios da fenila. Desse modo, apenas a conformação trans é normalmente encontrada.

Mas há outro polímero que se estira de forma ainda melhor, chamado polietileno de ultra alto peso molecular. Ele vem até mesmo substituindo o Kevlar na fabricação de coletas a prova de balas!

Mas voltando ao Kevlar...

Também os anéis fenila de cadeias adjacentes empilham-se uns nos topos dos outros de forma muito fácil e simples, o que torna o polímero ainda mais cristalino e, por isso, fibras ainda mais fortes.

Outros polímeros que são usados como fibras são:


Returnar para o Diretório do Segundo Piso


Retornar para o Diretório da Macrogalleria


Copyright ©1995,1996 | Departamento de Ciência dos Polímeros | Universidade do Sul do Mississípi