ماذا يعني كيفلار؟

الكفلار، الذي ظهر في أواخر ستينيات القرن الماضي، هو نوع جديد من الألياف الاصطناعية التكنولوجية العالية. بفضل خصائصه الممتازة، تم اعتباره أحد المواد المثالية للحماية من الرصاص، وحقق تطبيقات جيدة في مجال الحماية. إذن، ما هو الكفلار؟ ولماذا يتمتع بأداء مقاوم لهذه الدرجة العالية للرصاص؟ وما هي الاستخدامات الشائعة له في حياتنا؟ يجب أن تبدأ إجابة هذه الأسئلة بشرح بنية الكفلار الجزيئية ومبدأ عمله كمادة مضادة للرصاص.

1. البنية الجزيئية للكفلار

تم تطوير الكفلار لأول مرة بواسطة شركة دو بونت الأمريكية. إنه عبارة عن مركب بوليمري كبير يتكون من p-فينيلين دي أمين وبارافثالويل كلوريد، ويحمل الاسم الكيميائي بولي تيريفثاليويلايد تيريفثالياميد.

صيغتها الجزيئية هي (C14H10O2N2)n، مما يعني أن C14H10O2N2 تلعب دور وحدات التركيب. الوحدات تتكرر وتربط معًا لتشكيل سلاسل، ثم تتناظر هذه السلاسل بشكل متوازي لتكوين شبكة أكبر عن طريق الروابط الهيدروجينية، وهو ما يمنح المادة قوة شد فائقة للغاية.

الهيكل الجزيئي لكيفلار يحدد أنها تمتلك مقاومة حرارية ومقاومة للنار بدرجة انصهار تصل إلى 371 درجة. كما أنها خفيفة الوزن ولها قوة شد تبلغ حوالي 8 مرات أكثر من سلك الصلب.

عادةً يتم تصنيع ألياف كيفلار في خطوتين:

1) التفاعل التبلوري بين p-فينيلين دي أمين وpara-phthaloyl كلورايد لتشكيل polyterephthaloyl terephthalamide (PPTA).

2) إذابة سلاسل البوليمر في المذيبات وبعد ذلك ترتبط هذه السلاسل مع بعضها بواسطة الروابط الهيدروجينية لتشكيل الألياف الشبكية النهائية.

كما تم ذكره سابقًا، على عكس المواد الباليستية الصلبة مثل السيراميك والمعادن، يتمتع كيvlar بقوة عالية ومتانة كبيرة ومقاومة للشد بسبب الترابط الوثيق للروابط الكيميائية في الجزيئات. عند حدوث التأثير، ستتحول قوى الاصطدام للرصاص ضد طبقات الألياف إلى قوة شد وقوة قص، خلالها يمكن تبدد قوة التأثير الناتجة عن الرصاص نحو المحيط بنقطة التأثير، مع استهلاك معظم الطاقة الحركية. لقد ساهم استخدام كيvlar في مجال الحماية في تحسين أداء منتجات مقاومة الرصاص بشكل كبير، وفي الوقت نفسه تقليل وزنها بشكل كبير، وهو تقدم كبير في مجال الحماية.

1. تطبيق كيvlar

بفضل مقاومته الجيدة للحرارة والتوتر وقوته العالية، تم استخدام الكيفلار بشكل واسع في تصنيع مجموعة متنوعة من المنتجات اليومية والمعدات الواقية من الرصاص، مثل قشّ الشُرب، القفازات الآمنة، الكابلات البحرية، بدل سباق السيارات، الملابس الحرارية لرجال الإطفاء في الحياة اليومية، السترات الواقية من الرصاص، ألواح التدريع الصلبة والخوذات في المجال العسكري. لقد ساهم استخدام الكيفلار بشكل كبير في تسهيل حياتنا وتعزيز التقدم في صناعة التصنيع.

ومع ذلك، فإن الكيفلار يعاني من عيبين خطيرين:

1) حساس تجاه الأشعة فوق البنفسجية. فإنه يتدهور دائمًا عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية.

2) يتحلل بسهولة حتى في البيئة الجافة، حيث يستمر في امتصاص الرطوبة من الهواء ويتحلل تدريجيًا.

لذلك، يجب عدم استخدام أو تخزين المعدات المصنوعة من الأراميد لفترات طويلة في بيئات تحتوي على أشعة فوق بنفسجية قوية ورطوبة عالية، لأن ذلك سيقلل بشكل كبير من عمرها الافتراضي.

ما سبق هو كل التوضيح حول كيvlaر. إذا كانت هناك أي أسئلة أخرى، يرجى التواصل معنا.