מה זה Kevlar?

קוולר, שנולד בסוף שנות ה-1960, הוא סיב סינטטי חדש בהייטק. עם תכונות מעולות, הוא נחשב לאחד החומרים האידיאליים חסיני כדורים, וזכה ליישום טוב בתחום ההגנה. אז מה זה Kevlar? למה יש לו ביצועים בליסטיים כל כך חזקים? למה זה משמש בדרך כלל בחיינו? את ההסבר לשאלות אלו יש להתחיל במבנה המולקולרי של קוולר ובעקרון חסין הכדורים.

1. מבנה מולקולרי של קוולר

Kevlar פותחה במקור על ידי חברת דופונט מארצות הברית. זהו פולימר מולקולרי גבוה המורכב מ-p-phenylenediamine ו-paraphthaloyl chloride, עם השם הכימי של polyterephthaloyl terephthalamide.

הנוסחה המולקולרית שלו היא (C14H10O2N2)n, מה שאומר ש-C14H10O2N2 ממלא את התפקיד של יחידות סינתזה. היחידות חוזרות ונקשרות יחד ליצירת שרשראות, ואז השרשראות הללו מסתדרות במקביל זו לזו ויוצרות רשת גדולה יותר על ידי קשרי מימן, וזה מה שנותן לחומר את חוזק המתיחה הסופר-גבוה שלו.

המבנה המולקולרי של קוולר קובע שיש לו עמידות חזקה בחום ועמידות בפני אש עם נקודת התכה של עד 371 מעלות. הוא גם קל במשקל, ובעל חוזק מתיחה של פי 8 בערך מזה של חוט פלדה.

סיבי Kevlar מיוצרים בדרך כלל בשני שלבים:

1) פילמור של p-phenylenediamine ו- paraphthaloyl chloride ליצירת polyterephthaloyl terephthalamide (PPTA).

2) ממיסים את שרשראות הפולימר בממסים ואז שרשראות אלו מתחברות זו לזו על ידי קשרי מימן ליצירת הסיבים הרשתיים הסופיים.

כפי שהוזכר קודם לכן, בניגוד לחומרים בליסטיים קשים כמו קרמיקה ומתכות, לקוולר חוזק גבוה, קשיחות רבה ועמידות בפני מתיחה הודות לחיבור הדוק של קשרים כימיים במולקולות. כאשר הפגיעה מתרחשת, כוחות ההתנגשות של כדורים בשכבת הסיבים יתפתחו לכוח מתיחה וכוח גזירה, שבמהלכם ניתן לפזר את כוח הפגיעה המיוצרים מכדורים לשולי נקודת הפגיעה, בעקבות צריכת רוב האנרגיה הקינטית. . האפליקציה של קוולר בתחום המיגון שיפרה מאוד את ביצועי המיגון של מוצרים מגוונים נגד כדורים, תוך הפחתה משמעותית במשקלם, המהווה התקדמות גדולה בתחום המיגון.

1. האפליקציה של קוולר

עם עמידות טובה בחום, עמידות במתח וחוזק גבוה, Kevlar נמצא בשימוש נרחב בייצור מוצרי חיי היומיום השונים וציוד חסין כדורים, כגון קשיות משקה, כפפות בטיחות, כבלים לאוניות, חליפות מירוץ, ביגוד מגן תרמי לכבאים. בחיי היומיום, אפודים חסיני כדורים, לוחות שריון קשיחים וקסדות בצבא. האפליקציה של Kevlar הקלה מאוד על חיינו וקידמה את ההתקדמות בתעשיית הייצור.

עם זאת, לקוולר יש גם שני חסרונות קטלניים:

1) פגיע לאור אולטרה סגול. זה תמיד מתכלה כאשר הוא נחשף לאור אולטרה סגול.

2) קל להידרוליזה, גם אם בסביבה יבשה, הוא עדיין יספוג לחות באוויר ויעבור הידרוליזה הדרגתית.

לכן, אין להשתמש בציוד ארמיד או לאחסן אותו בסביבה עם אור אולטרה סגול חזק ולחות גבוהה למשך זמן רב, אחרת חיי השירות שלו יצטמצמו מאוד.

מעל כל ההבהרה עבור קוולר. אם עדיין יש שאלות, מוזמן לפנות אלינו.