Co to jest Kevlar?

Kevlar, urodzony w późnych latach 60., jest nowoczesnym włóknem syntetycznym o wysokiej technologii. Dzięki wybitnym właściwościom jest uważany za jeden z idealnych materiałów pancerzujących, zdobywając dobrą aplikację w dziedzinie ochrony. Więc, co to jest Kevlar? Dlaczego ma tak silne właściwości balistyczne? Do czego jest zwykle stosowany w naszym życiu? wyjaśnienie tych pytań powinno zacząć się od struktury molekularnej Kevlaru i zasady działania pancerza.

1. struktura molekularna Kevlaru

Kevlar został pierwotnie opracowany przez amerykańskie przedsiębiorstwo DuPont. Jest to polimer wysokomolekularny składający się z p-fenylenodiaminy i paraftaloylchloridu, o nazwie chemicznej politerftaloyltereftalamid.

Jego wzór molekularny to (C14H10O2N2)n, co oznacza, że C14H10O2N2 pełni rolę jednostek syntezy. Te jednostki powtarzają się i są połączone ze sobą w celu utworzenia łańcuchów, a następnie te łańcuchy ustawiają się równolegle do siebie, tworząc większą sieć za pomocą wiązań wodorowych, co nadaje materiałowi jego nadzwyczajną wytrzymałość na rozciąganie.

Struktura molekularna Kevlaru określa, że ma on silną odporność na wysoką temperaturę i ogień, z punktem topnienia wynoszącym aż 371 stopni. Jest również lekki oraz ma wytrzymałość na rozciąganie około 8 razy większą niż stalowy przewód.

Włókno Kevlaru jest zwykle produkowane w dwóch etapach:

1) Polimerizacja p-fenylenodiaminy i paraftaloylchloridu w celu utworzenia politerftaloylowej terftalamiany (PPTA).

2) Rozpuszczenie łańcuchów polimerowych w roztworach, a następnie połączenie tych łańcuchów za pomocą wiązań wodorowych w celu utworzenia ostatecznych włókien siatek.

Jak wspomniano wcześniej, w przeciwieństwie do twardego materiału balistycznego, takiego jak ceramiczne i metalowe, Kevlar charakteryzuje się dużą wytrzymałością, dobrą odpornością na rozciąganie oraz mocą thanks do silnych wiązań chemicznych między cząsteczkami. W momencie zderzenia siły uderzenia pocisku o warstwę włókien przekształcają się w siłę rozciągającą i ścinającą, podczas której energia kinetyczna pocisku rozpraszana jest dookoła punktu uderzenia, co powoduje zużycie większości energii kinetycznej. Zastosowanie Kevlaru w dziedzinie ochrony znacząco poprawiło wydajność ochronną różnych produktów kuloodpornych, jednocześnie znacznie obniżając ich wagę, co stanowi wielki postęp w dziedzinie ochrony.

1. Zastosowanie Kevlaru

Dzięki dobrej odporności na cieplę, oporowi na napięcie i wysokiej sile, Kevlar został powszechnie wykorzystywany w produkcji różnych produktów codziennego użytku oraz wyposażenia kuloodpornego, takich jak słomki do napojów, rękawice bezpieczeństwa, liny dla statków, kombinezony wyścigowe, ochronne ubrania odporne na wysoką temperaturę dla strażaków w życiu codziennym, kamizelki kuloodporne, twardze płyty zbrojeniowe i hełmy w zakresie wojskowym. Zastosowanie Kevlara znacznie ułatwiło nasze życie i przyczyniło się do postępów w przemyśle produkcyjnym.

Jednakże, Kevlar ma również dwa poważne wady:

1) Podatność na promieniowanie ultrafioleutowe. Zawsze się degradowuje pod wpływem światła UV.

2) Łatwo hydrolyzuje, nawet w suchym środowisku, nadal pochłania wilgoć z powietrza i stopniowo ulega hydrolizie.

Dlatego sprzęt z aramidu nie powinien być używany ani przechowywany w środowisku o silnym promieniowaniu ultrafioletem i wysokiej wilgotności przez długi czas, ponieważ jego żywotność będzie znacząco skracana.

Powyżej znajduje się całe wyjaśnienie dotyczące kevlaru. Jeśli nadal masz jakieś pytania, zapraszamy do kontaktu z nami.