Fibras de Aramida y Tipos de Materiales Compuestos

Fibras de Aramida

Las **fibras de aramida** son el nombre genérico de las fibras de poliamida aromáticas. Fueron introducidas comercialmente en 1972 bajo el nombre de **Kevlar**, y hoy en día existen dos tipos en el mercado: el **Kevlar 29** y el **Kevlar 49**.

El **Kevlar 29** es de **baja densidad** y **alta solidez**, y ha sido especialmente diseñado para aplicaciones tales como **chalecos antibalas**, **cables** y **cuerdas**.

El **Kevlar 49** también es de **baja densidad**, **alta solidez** y **elevado módulo de elasticidad y resistencia** (aunque inferiores a la fibra de carbono). Estas propiedades lo hacen muy interesante para el **refuerzo de plástico** en compuestos de interés **aeroespacial**, en **marina** y en **automoción**.

Proceso de Fabricación

La disolución del polímero en **ácido sulfúrico** es pasada por un **hilador** (elevado grado de orientación). Posteriormente, se realiza la eliminación del disolvente y un **templado térmico** para el alineamiento y ordenación adicional de las moléculas.

Propiedades Clave

• Excelente **relación resistencia-peso** (superior a la de los metales).
• Elevada **resistencia a la tracción**, elevada **tenacidad** y **resistencia al impacto** y a la **rotura por fatiga**.
• **Ignífugas**, estables a **temperaturas elevadas** y a **disolventes orgánicos**.
• Se **degradan con ácidos y bases**.
• **Flexibles** y **dúctiles**. Se pueden tejer.

Matrices Comunes

Las matrices más comunes utilizadas con fibras de aramida son las **epoxídicas** y los **poliésteres**.

Aplicaciones de las Fibras de Aramida

• **Chalecos antibalas** y **blindaje**.
• **Artículos deportivos**, **neumáticos**, **cuerdas**.
• **Carcasas de misiles**, **recipientes a presión**.
• Sustitutos del asbesto en **zapatas de frenos** y **pastas de embragues**.

WHISKERS (Filamentos)

• **Monocristales** muy delgados, con un cociente **longitud/diámetro muy elevado**.
• Alto grado de **perfección cristalina**, libres de defectos, lo que les confiere una **resistencia muy alta**.
• Son **muy caros** y de **difícil elaboración**.
• Ejemplos: **Grafito**, **carburo de silicio**, **nitruro de silicio** y **alúmina** (óxido de aluminio).

FIBRAS

• Son **policristalinos** o **amorfos** y tienen un **diámetro pequeño**.
• Pueden ser **polímeros** o **cerámicas**.
• Ejemplos: **aramidas poliméricas**, **vidrio**, **carbono**, **boro**, **alúmina** y **carburo de silicio**.

ALAMBRES FINOS

• Tienen **diámetros relativamente grandes**.
• Ejemplos: **Acero**, **molibdeno** y **tungsteno**.
• Aplicaciones: **refuerzo radial** en **neumáticos** o en **mangueras de alta presión**, **recubrimiento de cohetes espaciales**.

MATERIALES COMPUESTOS LAMINARES

Son un tipo de **material híbrido** que combina varios tipos de refuerzo en una misma matriz.

Estructura y Propiedades

Consisten en **paneles** con una **dirección dominante de elevada resistencia**. Estos pueden ser de **madera** o **plásticos reforzados** con **fibras continuas y alineadas**. También se utilizan materiales como **algodón**, **papel** o **fibra de vidrio** embebidos en una matriz de plástico.

Las **capas** se apilan variando la **dirección relativa de elevada resistencia**. El resultado es una **alta resistencia en varias direcciones del plano**.

PANELES SANDWICH

Están compuestos por **hojas exteriores** (llamadas **caras**) hechas de un material relativamente **fuerte y rígido**.

Componentes y Materiales

• **Caras:** Pueden ser de **aleaciones de aluminio**, **plásticos reforzados con fibra**, **titanio**, **acero** o **madera contrachapada**.
• **Núcleo:** Es un material **ligero** con un **módulo de elasticidad bajo**, adherido a las caras mediante un adhesivo. Puede ser de **espumas poliméricas rígidas** (fenoles, epoxis, poliuretanos), **madera** o **panales**.

Aplicaciones

• **Techos**, **pisos** y **paredes** de edificios.
• Componentes de **aviones** y **vehículos aeroespaciales** (alas, fuselaje y revestimientos).