Kevlar, født i slutningen af 1960'erne, er en ny højteknologisk syntetisk fiber. Med fremragende egenskaber er det blevet betragtet som et af de ideelle skudsikre materialer og opnået god anvendelse i beskyttelsesområdet. Så hvad er Kevlar? Hvorfor har den så stærk en ballistisk præstation? Hvad bruges det normalt til i vores liv? Forklaringen på disse spørgsmål bør startes med Kevlars molekylære struktur og skudsikre princip.
1. Kevlars molekylære struktur
Kevlar blev oprindeligt udviklet af DuPont Company i USA. Det er en højmolekylær polymer sammensat af p-phenylendiamin og paraphthaloylchlorid, med et kemisk navn for polyterephthaloylterephthalamid.
Dens molekylære formel er (C14H10O2N2)n, hvilket betyder, at C14H10O2N2 spiller rollen som syntesenheder. Enhederne gentages og bindes sammen for at danne kæder, og så stiller disse kæder sig parallelt med hinanden for at danne et større net af brintbindinger, hvilket er det, der giver materialet dets super høje trækstyrke.
Kevlars molekylære struktur bestemmer, at den har stærk varmebestandighed og brandmodstand med et smeltepunkt så højt som 371 grader. Den er også let i vægt og har en trækstyrke på omkring 8 gange mere end en ståltråds.
Kevlar fiber fremstilles normalt i to trin:
1) Polymerisation af p-phenylendiamin og paraphthaloylchlorid til dannelse af polyterephthaloylterephthalamid (PPTA).
2) Opløs polymerkæderne i opløsningsmidler, og derefter forbindes disse kæder med hinanden ved hjælp af hydrogenbindinger for at danne de endelige retikulære fibre.
Som tidligere nævnt, i modsætning til hårde ballistiske materialer som keramik og metaller, har Kevlar høj styrke, stor sejhed og trækstyrke på grund af den tætte binding af kemiske bindinger i molekyler. Når kollisionen sker, vil kuglernes kollisionskræfter mod fiberlaget udvikle sig til trækkraft og forskydningskraft, hvorunder stødkraften produceret af kugler kan spredes til periferien af stødpunktet efter forbruget af det meste af kinetisk energi . Kevlars anvendelse inden for beskyttelse har i høj grad forbedret den beskyttende ydeevne af forskellige skudsikre produkter, samtidig med at deres vægt reduceres kraftigt, hvilket er et stort fremskridt på beskyttelsesområdet.
1. Kevlars ansøgning
Med god varmebestandighed, spændingsbestandighed og høj styrke er Kevlar blevet meget brugt til fremstilling af forskellige dagligdagsprodukter og skudsikkert udstyr, såsom sugerør til drikkevarer, sikkerhedshandsker, kabler til skibe, kapsejladsdragter, termisk beskyttelsesbeklædning til brandmænd i dagligdagen, skudsikre veste, hårde panserplader og hjelme i militæret. Kevlars applikation har i høj grad lettet vores liv og fremmet fremskridtene i fremstillingsindustrien.
Kevlar har dog også to fatale mangler:
1) Sårbar over for ultraviolet lys. Det nedbrydes altid, når det udsættes for ultraviolet lys.
2) Let at hydrolysere, selvom det er i et tørt miljø, vil det stadig absorbere fugt i luften og gradvist hydrolysere.
Derfor bør aramidudstyr ikke bruges eller opbevares i miljøet med stærkt ultraviolet lys og høj luftfugtighed i lang tid, ellers vil dets levetid blive stærkt reduceret.
Ovenfor er alle afklaringen for Kevlar. Hvis der stadig er nogle spørgsmål, er du velkommen til at kontakte os.