Die aramiede is 'n familie van die nylons, en sluit Nomex en Kevlar in. Kevlar word gebruik vir die maak van dinge soos koëlvaste baadjies en fietswiele wat nie maklik pap word nie. En ek skat 'n mens kan seker koëlvaste fietswiele van Kevlar maak, as jy regtig wil.
Mengsels van Nomex en Kevlar word gebruik om vuurvaste klere te maak. Nomex is die polimeer wat die bestuurders van "monster trucks" aan die lewe hou as hulle vuurspuwende bakkies 'n bietjie te veel vuur spoeg. Danksy Nomex kan 'n belangrike deel van Amerikaanse kultuur voortgaan (en dan praat ons nie eens van die elastomere waarvan daardie groot wiele gemaak word nie!). Nomex-Kevlar mengsels beskerm ook brandweermanne as hulle hulle werk doen.
Kevlar is 'n poliamied, waar al die amiedgroepe geskei word van mekaar deur para-fenileengroepe. D.w.s. die amiedgroepe is aan weerskante van fenielringe (koolstowwe 1 en 4) gekoppel. Kevlar is voorgestel in die figuur heel bo aan die bladsy.
Nomex weer besit meta-fenileengroepe, en beteken dus dat die amiedgroepe op posisies 1 en 3 aan die fenielring verbind is.
Kevlar is 'n hoogs kristallyne polimeer. Dit het 'n hele tydjie geneem voordat iemand met 'n idee vorendag gekom het hoe om Kevlar te prosesseer, aangesien dit in niks wou oplos nie. Dit kon dus nie in oplossing geprosesseer word nie, en aangesien dit nie wou smelt voor omtrent 500 °C nie, was dit ook nie eintlik 'n opsie gewees nie. Toe het 'n wetenskaplike met die naam van Stephanie Kwolec met 'n briljante plan vorendag gekom. Kliek hier om uit te vind presies wat sy gedoen het.
Die aramiede word gewoonlik in die vorm van vesels gebruik. Hulle lewer eintlik beter vesels as die nie-aromatiese poliamiede, soos bv. nylon 6,6.
Die rede hiervoor word gevind op molekulêre vlak. Amiede het die vermoë om twee verskillende vorms of konformasies in te neem. Hier onder is 'n voorstelling van presies hoe dit sal lyk in die geval van 'n lae molekulêre gewig amied. Die een aan die linkerkant word die trans-konformasie genoem, en die een aan die regterkant die cis-konformasie.
In Latyn beteken trans "aan die ander kant". Dit beteken dus wanneer koolwaterstofgroepe van die amied aan teenoorgestelde kant van die peptied binding is, is die binding tussen die karboniel suurstofatoom en die amied stikstof 'n trans-amied. Net so beteken cis "aan dieselfde kant" in Latyn, en wanneer beide die koolwaterstowwe aan dieselfde kant van die peptiedbinding is, word dit 'n cis-amied genoem.
Indien 'n bietjie energie in die sisteem ingesit word, sal 'n amiedmolekuul tussen die cis- en trans- konformasies kan oorskakel
Hierdie twee konformasies bestaan ook in poliamiede. Indien al die amiedgroepe in 'n poliamied, soos bv. nylon 6,6, in die trans-konformasie is, sal die polimeer in 'n reguit lyn uitgestrek wees, perfek vir die maak van vesels. Sulke lang, reguit kettings is net die ding om perfek in 'n kristallyne struktuur te pak om 'n vesel te vorm. Maar ongelukkig is daar altyd 'n paar van die amiedbindings wat in die cis-konformasie is, wat dinge baie sleg deurmekaar krap. Dit beteken dus dat nylon 6,6 nooit 'n ten volle reguit ketting sal wees nie.
Maar Kevlar is anders. Indien dit probeer draai om in die cis- konformasie in te kom, kom die waterstofatome wat op die groot aromatiese groep sit in die pad. Die cis-konformasie bring die waterstofatome net te naby aan mekaar, en sal die energie verhoog. Kevlar verkies dus om in 'n byna ten volle trans-konformasie te verkeer, en sal sodoende baie goeie vesels vorm.
Dit sal dalk help as jy 'n mens hierdie sakie van naderby beskou. As jy na die figuur hier onder kyk, sal jy sien dat wanneer Kevlar probeer om die cis-konformasie in te neem, dat daar nie genoeg plek is vir die feniel waterstofatome nie. Dit beteken dus dat net die trans-konformasie gewoonlik gekry word.
Maar daar is 'n ander polimeer wat selfs nog beter uitgestrek is as Kevlar, en dit is ultra hoë molekulêre gewig poliëtileen. Dit dien selfs as plaasvervanger vir Kevlar in die maak van koëlvaste baadjies!
Maar terug na Kevlar...
'n Verdere bydraende faktor tot die hoë mate van kristalliniteit (en dus selfs sterker vesels) is dat die fenielringe van naasliggende kettings op mekaar gestapel kan word vir verhoogde interaksies.