Hvad er Kevlar?

Kevlar, opfundet på slutningen af 1960'erne, er en ny højteknologisk syntetisk fiber. Med fremragende egenskaber har det været betragtet som en af de ideale kuglefyrvåben-materialer og har fået god anvendelse inden for beskyttelsesområdet. Så, hvad er Kevlar? Hvorfor har det sådan en stærk ballistisk ydelse? Hvad bruges det normalt til i vores hverdag? Forklaringen på disse spørgsmål skal starte med Kevlars molekylærstruktur og kugelfangsprincip.

1. molekylærstruktur af Kevlar

Kevlar blev oprindeligt udviklet af DuPont-firmaet i USA. Det er en høj molekylær polymer, der består af p-fenylenediamin og paraphthaloylchlorid, med kemi navn polytereftaloyl tereftalamid.

Dets molekyleformel er (C14H10O2N2)n, hvilket betyder at C14H10O2N2 spiller rollen som synteseenheder. Enhederne gentager sig og binder sammen for at danne kæder, og derefter stilles disse kæder parallelle til hinanden for at danne et større net ved hjælp af hydrogentoner, hvilket giver materialet dets ekstremt høje trækstyrke.

Molekylstrukturen af Kevlar afgør, at det har stor varme- og brandmodstand med en smeltetemperatur på op til 371 grader. Det er også letvægtigt og har en trækstyrke på omkring 8 gange mere end en stålkable.

Kevlarfiber produceres normalt i to trin:

1) Polymerisering af p-fenylenediamin og paraphthaloylchlorid for at danne polytereftaloyl tereftalamid (PPTA).

2) Løs polymerkæderne i solventer og derefter forbinder disse kæder sig med hinanden ved hjælp af hydrogentoner for at danne de endelige netfibre.

Som nævnt tidligere, er Kevlar, i modsætning til hårde ballistiske materialer såsom keramik og metal, karakteriseret ved høj styrke, stor tålmodighed og trækresistance på grund af den tætte binding af kemiske bånd i molekyler. Når en indvirkning sker, vil kollisionskræfterne fra kulørerne mod fiberlaget udvikle sig til trækkræfter og skærkræfter, under hvilket den indvirkningskraft, der produceres af kulørerne, kan spredes til periferien omkring indvirkningspunktet, hvorefter den meste af den kinetiske energi forbruges. Kevlars anvendelse inden for beskyttelsesområdet har betydeligt forbedret beskyttelseseffekten af forskellige kulstofsikre produkter, samtidig med at deres vægt er blevet markant reduceret, hvilket er en stor fremskridt inden for beskyttelsesområdet.

1. Kevlars anvendelse

Med god varme- og spændingsmodstand samt høj styrke er Kevlar blevet bredt brugt i fremstillingen af forskellige daglige livsprodukter og panservådeudstyr, såsom drikkestråer, sikkerhedshandsker, skibskabler, racesuits, termisk beskyttende tøj for brandmænd i hverdagen, panservejle, hårde panserplader og helmeter i militæret. Kevlars anvendelse har meget let for vores liv og fremmet fremskridt inden for produktionindustrien.

Dog har Kevlar også to fatale ulemper:

1) Sårbar overfor ultraviolette lys. Det degraderer altid, når det bliver udsat for ultraviolette lys.

2) Let hydrolyser, selv i en tør miljø, vil det stadig opsløre fugt fra luften og gradvist hydrolyse.

Derfor bør aramidudstyr ikke bruges eller lagres i miljøer med stærkt ultraviolett lys og høj fugtighed i længere tid, ellers vil dets serviceperioden blive betydeligt forkortet.

Over er al klarifikationen af Kevlar. Hvis der stadig er nogle spørgsmål, er du velkommen til at kontakte os.