Les aramides sont une famille de nylons, incluant le Nomex et le Kevlar. Le Kevlar est utilisé pour fabriquer des objets comme des gilets pare-balle et des pneus de vélos résistants à la perforation.
Les mélanges de Nomex et de Kevlar sont utilisés pour fabriquer des vêtements résistant au feu . C'est le Nomex qui évite aux conducteurs de tracteur et de camions d'être brûlés vifs lorsque leur semi remorque leur souffle un air un peu trop enflammé. Grâce au Nomex une part importante de la culture Américaine peut être exercée sans danger. (Les polymères sont également employés dans les poids-lourds sous forme d' élastomères pour fabriquer leurs gigantesques pneus). Les mélanges de Kevlar et de Nomex protègent également les pompiers.
Le Kevlar est un polyamide dans lequel tous les groupes amides sont séparés par un groupe paraphénylène, c'est-à-dire que les groupes amides sont reliés de chaque côté du cycle phényle, sur les carbones 1et 4. Le Kevlar est représenté sur la grande figure en haut de la page .
En revanche le Nomex a des groupes métaphénylène, c'est-à-dire que les groupes amides sont attachés au cycle phényle sur les carbones 1 et 3 .
Le Kevlar est un polymère très cristallin. On a mis longtemps pour savoir faire quelque chose d'utile avec le Kevlar parce qu'il ne voulait pas se mettre en solution. Donc le mettre en œuvre en solution n'était pas possible. Le faire fondre était également impossible. Puis une scientifique du nom de Stéphanie Kwolek arriva avec une excellente idée. Cliquez ici pour voir de quoi il s'agit.
Les aramides sont utilisés sous forme de fibres. Ils forment des fibres encore meilleures que les polyamides non aromatiques comme le nylon 6,6.
Ok, puisque tout le monde veut savoir, je vais vous le dire. Cela a un rapport avec une petite bizarrerie des amides. Ils sont capables d'adopter deux formes différentes ou conformations. Celle de gauche est appelée trans, et celle de droite est appelée cis.
En Latin, trans veut dire"de l'autre côté". Donc quand les groupes hydrocarbones de l'amide sont de part et d'autre de la liaison peptide, la liaison entre le carbone carbonyle et l'azote amide est appelée un amide trans. De la même façon, cis en latin veut dire "du même côté", et quand les deux groupes hydrocarbone sont du même côté de la liaison peptide, on appelle cela un amide cis
La même molécule amide peut tourner autour de la liaison peptide entre les conformations cis et trans, en consommant un peu d'énergie.
Les mêmes conformations cis et trans existent également dans les polyamides. Quand tous les groupes amides d'un polyamide, comme le nylon 6,6 par exemple, sont en position trans, le polymère est complètement étiré sur une ligne droite. C'est exactement ce que l'on veut pour les fibres, car les longues chaînes droites complètement étirées s'arrangent plus facilement sous la forme cristalline dont sont composées les fibres. Mais malheureusement, il y a toujours quelques liaisons cis. Donc les chaînes du nylon 6,6 ne sont jamais complètement étirées.
Mais le Kevlar est différent. Quand il essaye de se tourner en configuration cis, les hydrogènes des cycles aromatiques s'en vont! La conformation cis met les hydrogènes juste un tout petit peu trop près les uns des autres. Par conséquent le Kevlar reste presque totalement en conformation trans, et peut être totalement étendu pour former de belles fibres.
A présent il peut être utile de voir ceci de plus près. Regardez la figure ci-dessous et vous verrez que quand le Kevlar essaie de se mettre en configuration cis, il n'y a pas assez de place pour les hydrogènes du groupe phényle. Donc seule la conformation trans est observée habituellement.
Mais il existe un polymère qui s'étend encore mieux et qui est appelé polyéthylène ultra haute masse moléculaire. Il remplace même le Kevlar pour la fabrication des gilets pare-balle.
Mais revenons au Kevlar...
Même les cycles phényle des chaînes adjacentes s'empilent les uns sur les autres très facilement et soigneusement, ce qui rend le polymère encore plus cristallin, et les fibres encore plus solides.
Les autres polymères utilisés sous forme de fibres sont:
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