يواجه استخدام البارا أراميد ثلاث مشاكل رئيسية: ضعف مقاومة الأشعة فوق البنفسجية، وضعف قوة الضغط المحوري، وضعف الالتصاق بالراتنج. هذه العيوب تحد من استخدام البارا أراميد في المواد المركبة وغيرها من المجالات.
يواجه استخدام البارا أراميد ثلاث مشاكل رئيسية: ضعف مقاومة الأشعة فوق البنفسجية، وضعف قوة الضغط المحوري، وضعف الالتصاق بالراتنج. هذه العيوب تحد من استخدام البارا أراميد في المواد المركبة وغيرها من المجالات.
يُحدد مجال استخدام البارا أراميد ضرورة استخدامه في الهواء الطلق لفترات طويلة، لذا من الضروري تحسين مقاومته للأشعة فوق البنفسجية. ويرجع ضعف مقاومة الأراميد للأشعة فوق البنفسجية إلى وجود عدد كبير من حلقات البنزين ومجموعات الكربونيل في بنيته. يمتص هذا التركيب المترافق طاقة الأشعة فوق البنفسجية ويؤدي إلى كسر الرابطة الأميدية. هناك العديد من الدراسات التي تناولت تحسين مقاومة الأراميد للأشعة فوق البنفسجية. تشمل الطرق الشائعة طلاء سطح الألياف، وتطعيم ماصات الأشعة فوق البنفسجية أو عوامل الحماية منها، وغيرها. على سبيل المثال، يُضاف ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) وأكسيد الزنك (ZnO) إلى سطح الألياف. يتمثل المبدأ في تشتيت الأشعة فوق البنفسجية عبر TiO2 أو ZnO، مما يقلل من امتصاص جسم الألياف لها. أظهرت الدراسات أنه بعد 168 ساعة من التعرض للأشعة فوق البنفسجية، فإن ألياف كيفلر التي تحتوي على نانو TiO2 المطعمة على السطح لا تزال قادرة على الحفاظ على 90٪ من قوة الشد، في حين أن ألياف كيفلر غير المعالجة لا تستطيع الحفاظ إلا على 75٪ من قوة الشد بعد نفس الإشعاع.
من عيوب البارا أراميد كتعزيز مركب انخفاض قوة الضغط المحوري لديه. تتراوح قوة ضغط الأراميد عمومًا بين 200 و400 ميجا باسكال، أي أقل من عُشر قوة الشد وأقل بكثير من قوة ضغط ألياف الكربون (>1.0 جيجا باسكال)، مما يحد من تطبيقه في المواد المركبة وغيرها من المجالات. أجرى العديد من الباحثين الكثير من الأبحاث حول تحسين قوة الضغط المحوري للأراميد، مثل المعالجة الحرارية فوق 400 درجة مئوية لربط الألياف. على الرغم من أن قوة ضغط الألياف زادت بأكثر من 2.5 مرة بعد المعالجة الحرارية، إلا أن قوة الشد انخفضت بشكل كبير، مما يشير إلى أن السلسلة الجزيئية الكبيرة كانت مصحوبة بدرجة معينة من التدهور أثناء عملية المعالجة الحرارية. كما أدخل بعض الباحثين مجموعات قابلة للربط المتقاطع مباشرة في السلسلة الجزيئية الكبيرة من خلال البلمرة المشتركة. تاو جيانغ وآخرون. تم تقديم بنية بنزوسيكلوبوتين (XTA) التي يمكن ربطها بشكل متقاطع عند درجة حرارة عالية في سلسلة PPTA الجزيئية الكبيرة من خلال البلمرة المشتركة. فوق 320 درجة مئوية، بدأت بنية بنزوسيكلوبوتين في التشابك، وزادت درجة التشابك تدريجيًا مع زيادة درجة حرارة المعالجة الحرارية ووقت المعالجة الحرارية. بعد معالجة ألياف PPTA-co-XTA عند 330 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ، كان لا يزال هناك عدد كبير من الهياكل الدقيقة الليفية داخل الألياف؛ ومع ذلك، بعد المعالجة عند 410 درجة مئوية لمدة 120 ثانية، كان المقطع العرضي للألياف مسطحًا وناعمًا، ولم يتم الكشف عن أي بنية دقيقة ليفية، مما يشير إلى ظهور بنية كبيرة للتشابك بين الألياف الدقيقة. ومع ذلك، أظهر اختبار الخصائص الميكانيكية أن قوة الشد للألياف انخفضت بشكل ملحوظ بعد التشابك. وذلك لأن عملية التشابك عالية الحرارة تؤدي حتمًا إلى درجة معينة من التدهور، مما يؤدي إلى انخفاض قوة الشد.
رسم تخطيطي لمبدأ تعديل سطح ثاني أكسيد التيتانيوم للألياف البارا-فايبر لتحسين مقاومة الأشعة فوق البنفسجية
اقترح البعض أيضًا طلاء سطح الألياف بطبقة من مادة غير عضوية ذات قوة ضغط عالية، مثل كربيد السيليكون. ومع ذلك، فإن الطلاء نفسه سيؤثر على قابلية الألياف للبلل مع الراتنج، كما أن سمك الطلاء سيؤثر على متانتها. ومن الطرق الشائعة الأخرى إدخال تفاعلات الرابطة الهيدروجينية بين الجزيئات. على سبيل المثال، تُصنع ألياف أرموس في روسيا عن طريق بلمرة ثلاثية باستخدام مونومرات ثنائي الأمين تحتوي على بنية بنزيميدازول. تُعزز هذه البلمرة تفاعلات الرابطة الهيدروجينية بين السلاسل الجزيئية الكبيرة، وتبلغ قوة ضغطها 1.39 مرة ضعف قوة ضغط ألياف أراميد فيكوا. ومع ذلك، لا يزال تحسين قوة ضغط بارا أراميد يمثل مشكلة كبيرة.
من عيوب البارا أراميد المستخدم كتعزيز مركب ضعف التصاقه براتنج المصفوفة، مما يتطلب تعديل سطح الألياف. تشمل الطرق الشائعة التطعيم الكيميائي، والمعالجة بالبلازما، والمعالجة بالإشعاع، والحفر الكيميائي، والفلورة المباشرة، ومن بينها تقنية الفلورة المباشرة التي تُعد طريقة فعالة نسبيًا لمعالجة الأسطح، وقد ظهرت في السنوات الأخيرة.
