Kain aramid terutama digunakan untuk membuat peralatan pelindung seperti pelindung tubuh, pakaian anti-tusuk, helm, dll. Kain ini juga dapat digunakan untuk membuat produk yang tahan suhu tinggi dan korosi seperti bahan penyaring suhu tinggi, penutup katup, dan paking penyegel.
Apa itu Serat Aramid?
Nama lengkap serat aramid adalah "serat poliamida aromatik", yang mengacu pada serat poliamida sintetis rantai panjang yang ikatan amidanya terhubung langsung dengan cincin benzena. Ikatan amida tersebut terhubung dengan cincin aromatik atau turunannya. Serat ini merupakan jenis baru material polimer khusus dengan sifat-sifat luar biasa seperti tahan suhu tinggi, kekuatan tinggi, modulus tinggi, dan insulasi. Saat ini, terdapat dua jenis serat aramid di pasaran yang telah mencapai berbagai aplikasi dan produksi komersial, yaitu meta-aramid dan para-aramid.
Meta-aramid Serat meta-aramid memiliki stabilitas termal, ketahanan api, insulasi listrik, stabilitas kimia, dan ketahanan radiasi yang sangat baik. Nama lengkap serat meta-aramid adalah serat "poli-m-fenilena isoftalamida" (MPIA), yang merupakan serat polimer organik yang disintesis dari isoftaloil klorida dan m-fenilena diamina. Meta-aramid memiliki stabilitas termal jangka panjang, yang merupakan karakteristik terpentingnya. Serat ini dapat digunakan pada suhu tinggi 200°C dalam waktu lama tanpa penuaan, dan memiliki stabilitas dimensi yang sangat baik. Meta-aramid memiliki ketahanan api intrinsik, indeks oksigen pembatas (LOI)-nya >28%, tidak akan terbakar spontan, meleleh, atau menghasilkan tetesan cair di udara, dan akan padam sendiri ketika meninggalkan api. Serat meta-aramid memiliki insulasi listrik yang sangat baik, dan tegangan tembus kertas isolasi yang terbuat darinya dapat mencapai 20kV/mm; serat meta-aramid memiliki ketahanan korosi dan radiasi yang sangat baik. Selain itu, serat meta-aramid juga memiliki kekakuan rendah dan perpanjangan tinggi, dan dapat diproses oleh mesin tekstil konvensional.
Para-aramid Memiliki sifat-sifat unggul seperti kekuatan spesifik tinggi, modulus spesifik tinggi, tahan suhu tinggi, dan tahan api, para-aramid dikenal sebagai tiga serat berkinerja tinggi di dunia bersama serat karbon dan polietilena modulus tinggi berkekuatan tinggi. Kekuatan tarik para-aramid 6 kali lipat dari kawat baja, 2-3 kali lipat dari serat kaca dan benang industri nilon berkekuatan tinggi; modulus tariknya 2-3 kali lipat dari kawat baja dan serat kaca, dan 10 kali lipat dari benang industri nilon berkekuatan tinggi; densitasnya hanya sekitar 1/5 dari densitas kawat baja. Para-aramid memiliki ketahanan benturan, korosi, dan fatik yang baik, sehingga dikenal sebagai "serat antipeluru". Ketahanan panas para-aramid lebih tinggi daripada meta-aramid. Setelah ratusan jam disimpan pada suhu tinggi 200°C, para-aramid masih dapat mempertahankan kekuatan aslinya, dan tidak akan terurai atau meleleh pada suhu tinggi 560°C. Dalam hal perlindungan lingkungan, para-aramid memiliki struktur yang stabil dan tidak mudah terdegradasi, yang juga menentukan bahwa ia sulit didaur ulang dan ditangani serta memengaruhi lingkungan pada tahap selanjutnya.
Aeronautika
Serat aramid memiliki kepadatan rendah, kekuatan tinggi, dan ketahanan korosi yang baik. Serat ini dapat digunakan untuk memproduksi casing mesin roket untuk rudal, material pemancar gelombang pita lebar untuk badan pesawat, sayap utama, dan empennage pesawat dan wahana antariksa, serta komponen struktural yang dapat menahan gaya impak. Serat aramid juga dapat digunakan untuk membuat material struktural sekunder untuk pesawat besar, seperti pintu kabin, jendela, sayap, permukaan bodi fairing, dll., dan dapat digunakan untuk membuat langit-langit dan dinding gudang di dalam pesawat untuk mengurangi bobotnya.
Papan struktur sarang lebah multi-lapis yang dibuat dengan menghamili kain aramid dengan resin epoksi untuk membentuk prepreg aramid dan mengikat langsung dengan struktur sarang lebah atau busa memiliki ketahanan benturan dan permeabilitas gelombang elektromagnetik yang luar biasa. Laminasi komposit super-hibrida yang dibentuk dengan tumpang tindih dan pengepresan panas serat aramid, pelat aluminium tipis, dan kain non-woven epoksi memiliki modulus spesifik dan kekuatan spesifik yang sangat tinggi, serta masa pakai anti-lelahnya 100 hingga 1000 kali lipat dari pelat paduan aluminium. Dapat digunakan pada badan pesawat terbang dan komponen lainnya. Material komposit bertulang berbasis resin yang dibuat dari serat aramid diaplikasikan pada badan pesawat terbang, yang dapat mengurangi berat total pesawat secara signifikan.
Keunggulan utamanya adalah sangat kuat dan ringan, yang dapat mengurangi bobot keseluruhan pesawat, meningkatkan keselamatan, meningkatkan efisiensi konsumsi bahan bakar, dan mengurangi polusi udara. Selain itu, aramid dan material kompositnya tahan korosi, sehingga dapat menjamin keselamatan pesawat di lingkungan yang keras tanpa masalah seperti akumulasi air, pembekuan, atau korosi.
Tren perkembangan serat aramid dan material kompositnya di masa mendatang dalam desain aerostruktur juga sangat mengesankan. Berkat banyaknya keunggulan aramid dan material kompositnya dalam desain aerostruktur, material ini hampir dapat menggantikan material baja dan aluminium dalam hal efisiensi dan keamanan, serta memberikan fleksibilitas yang lebih besar dalam desain struktural dan proses manufaktur. Selain itu, bobot aramid dan material kompositnya juga semakin berkurang, yang akan membuat pesawat lebih ringan dan lebih mudah bermanuver di udara.
Lapangan Militer
Bahan komposit aramid dapat digunakan untuk membuat casing motor roket padat rudal, bejana tekan, kokpit pesawat ruang angkasa, kapal selam, kendaraan lapis baja antipeluru, kendaraan pengangkut uang tunai antipeluru, panel antipeluru, helm antipeluru, pelindung tubuh, dll.
Serat aramid, serat karbon, dan serat polietilena dengan berat molekul ultra-tinggi disebut sebagai tiga serat berkinerja tinggi. Serat-serat ini banyak digunakan dalam industri pertahanan dan sipil, serta merupakan material strategis bagi negara dan militer yang kuat. Produk-produk ini terutama digunakan di bidang serat optik dan kabel, pita tali, material rangka, material komposit, material penyegel gesekan, tekstil, dan pelindung antipeluru, dengan konfigurasi standar rompi antipeluru.
Rompi antipeluru dan helm antipeluru yang terbuat dari serat aramid dapat menggantikan rompi nilon dan helm tank kuno. Menambahkan jumlah aramid yang tepat ke rompi dan helm antipeluru tidak hanya dapat membuatnya kecil dalam ukuran dan ringan, tetapi juga meningkatkan kinerja antipeluru mereka hingga 40%. . Rompi antipeluru lembut yang terbuat dari kain non-woven aramid antipeluru bermutu tinggi dan film polietilena berkinerja tinggi memiliki kinerja antipeluru dan tahan panas yang lebih baik daripada serat polietilena dengan berat molekul ultra tinggi. Serat aramid juga dapat dicampur dengan bahan lain (seperti logam, keramik, dll.) untuk membuat berbagai tank antiledakan berkekuatan tinggi, tahan benturan, perisai antipeluru dan pelat baja antipeluru, dll. Selain itu, kain serat aramid terikat pada dinding bagian dalam struktur, yang dapat secara efektif menyerap gelombang ledakan dan mencegah kerusakan pecahan peluru pada tubuh manusia.
Bidang Elektronika dan Listrik
Karena penelitian tentang material aramid di negara saya relatif terlambat dimulai, teknologinya berkembang pesat. Satelit APSTAR-2R yang sedang dikembangkan saat ini menggunakan lapisan sarang lebah sebagai permukaan reflektif antena. Kulit bagian dalam dan luar antena menggunakan material para-aramid, dan interposisinya menggunakan aramid sarang lebah. Dalam proses pembuatan radome pesawat, para-aramid digunakan untuk memanfaatkan kinerja transmisi gelombang yang baik dari material ini dan koefisien ekspansi yang rendah, sehingga frekuensi reflektor dapat memenuhi persyaratan ganda dari struktur dan fungsinya sendiri. ESA telah mengembangkan reflektor sub-tipe dua warna dengan diameter 1,1m. Ia menggunakan struktur meta-sarang lebah dalam struktur sandwich dan menggunakan material aramid sebagai kulit. Suhu resin epoksi dari struktur ini dapat mencapai 25°C dan konstanta dielektriknya adalah 3,46. Faktor kehilangannya adalah 0,013, kehilangan refleksi dari tautan transmisi reflektor jenis ini hanya 0,3dB, dan kehilangan sinyal transmisi adalah 0,5dB.
Substrat laminasi yang terbuat dari serat aramid dan resin epoksi, fenolik, polimida, dan resin lainnya memiliki tingkat koefisien ekspansi linier yang tinggi dan setara dengan keramik, sehingga tidak akan menyebabkan retak akibat ekspansi dan kontraksi termal. Papan sirkuit cetak khusus di dalamnya dapat digunakan untuk teknologi pemasangan permukaan, sehingga dapat memperkecil dan meringankan peralatan elektronik. Memanfaatkan karakteristik kekuatan tinggi dan ketahanan suhu tinggi serat aramid, serat ini digunakan sebagai "anggota tegangan" pada serat optik. Hal ini dapat melindungi serat optik yang kecil dan rapuh dari pemanjangan dan deformasi saat dikenai tegangan, serta tidak akan memengaruhi transmisi cahaya. Produk komposit serat aramid dan serat karbon ini memiliki kemampuan proses dan sifat semikonduktor yang baik, serta tahan terhadap suhu tinggi. Produk ini banyak digunakan untuk membuat material peredam medan listrik pada perangkat tegangan tinggi. Setelah diimpregnasi dengan pernis isolasi, kertas aramid memiliki sifat isolasi yang baik. Dikombinasikan dengan lembaran mika alami, serat ini dapat digunakan sebagai material isolasi untuk motor tahan panas.
Bidang Lainnya
Serat aramid mengandung sejumlah besar cincin benzena dalam molekulnya, yang memiliki stabilitas kimia yang baik, ketahanan korosi, kekuatan spesifik tinggi, ringan dan kuat, dan dapat digunakan untuk memproduksi kabel untuk kapal laut dan sumur minyak dalam. Memanfaatkan ketahanan suhu tinggi dan ketahanan lelah serat aramid untuk membuat raket bermutu tinggi, joran pancing, kereta luncur, ski, tongkat ski, busur dan anak panah, perahu dayung, tongkat golf, dll., dan juga dapat digunakan untuk membuat sepatu gunung dengan kondisi olahraga yang keras Sepatu bot, sarung tinju, helm balap, bodi mobil balap, dll. Karena asbes merupakan bahaya serius bagi saluran pernapasan manusia, serat aramid dapat digunakan sebagai pengganti asbes untuk membuat pelat penyegel karet yang diperkuat dan segel lainnya, yang digunakan untuk liner dan cincin rem mobil.
Dengan semakin banyaknya jenis peralatan tekstil, teknologi produksi industri tekstil pun semakin berkembang. Kain aramid adalah jenis serat yang dikembangkan lebih awal, digunakan secara luas, diproduksi dalam jumlah besar, dan dikembangkan dengan cepat. Kain aramid merupakan kain serat berkinerja tinggi dengan karakteristik tahan panas, tahan korosi kimia, tahan radiasi, tahan api, dan kekuatan tinggi. Oleh karena itu, kain aramid memiliki beragam aplikasi di industri, militer, proteksi kebakaran, kedirgantaraan, dan bidang lainnya.
Industri: Kain aramid dapat digunakan untuk membuat produk tahan suhu tinggi dan korosi seperti material filter suhu tinggi, penutup katup, dan gasket penyegel. Selain itu, kain aramid juga umum digunakan dalam industri tekstil, petrokimia, elektronik, pembuatan kapal, dan industri lainnya.
Aspek militer: Kain aramid terutama digunakan dalam produksi peralatan pelindung seperti rompi antipeluru, rompi antitusuk, dan helm. Karena kain aramid memiliki kekuatan dan ketahanan panas yang sangat baik, kain ini dapat secara efektif melindungi tentara dari peluru, granat, dan serangan lainnya.
Dalam hal proteksi kebakaran: kain aramid dapat digunakan sebagai sabuk proteksi kebakaran, tirai proteksi kebakaran, dan bahan lainnya. Karena kain aramid sendiri memiliki sifat tahan api, kain ini dapat secara efektif mencegah kebakaran setelah terjadi kebakaran.
Dirgantara: Kain aramid dapat digunakan untuk membuat produk berkekuatan tinggi dan tahan suhu tinggi seperti kursi pesawat, pakaian antariksa, dan parasut. Kain aramid juga dapat digunakan sebagai bahan pelindung matahari satelit, bahan insulasi panas roket, dll.
