Co to jest kevlar?

Kevlar, narodzony pod koniec lat 1960., to nowe, zaawansowane technologicznie włókno syntetyczne. Dzięki doskonałym właściwościom został uznany za jeden z idealnych materiałów kuloodpornych i zyskał dobre zastosowanie w dziedzinie ochrony. Czym więc jest kevlar? Dlaczego ma tak silne właściwości balistyczne? Do czego zwykle służy w naszym życiu? Wyjaśnienie tych pytań należy rozpocząć od struktury molekularnej kevlaru i zasady kuloodporności.

1. Struktura molekularna Kevlaru

Kevlar został pierwotnie opracowany przez firmę DuPont w Stanach Zjednoczonych. Jest to wysokocząsteczkowy polimer składający się z p-fenylenodiaminy i chlorku paraftaloilu, o chemicznej nazwie politereftaloilotereftalamid.

Jego wzór cząsteczkowy to (C14H10O2N2)n, co oznacza, że ​​C14H10O2N2 pełni rolę jednostek syntezy. Jednostki powtarzają się i są ze sobą wiązane, tworząc łańcuchy, a następnie te łańcuchy ustawiają się równolegle do siebie, tworząc większą sieć za pomocą wiązań wodorowych, co nadaje materiałowi super wysoką wytrzymałość na rozciąganie.

Struktura molekularna kevlaru określa, że ​​​​ma on dużą odporność na ciepło i ognioodporność z temperaturą topnienia sięgającą 371 stopni. Jest również lekki i ma wytrzymałość na rozciąganie około 8 razy większą niż drut stalowy.

Włókno kevlarowe jest zwykle wytwarzane w dwóch etapach:

1) Polimeryzacja p-fenylenodiaminy i chlorku paraftaloilu w celu utworzenia politereftaloilu tereftalamidu (PPTA).

2) Rozpuść łańcuchy polimerowe w rozpuszczalnikach, a następnie połącz je ze sobą za pomocą wiązań wodorowych, tworząc końcowe włókna siateczkowe.

Jak wspomniano wcześniej, w przeciwieństwie do twardych materiałów balistycznych, takich jak ceramika i metale, kevlar ma wysoką wytrzymałość, dużą wytrzymałość i odporność na rozciąganie dzięki ścisłemu wiązaniu wiązań chemicznych w cząsteczkach. Kiedy dojdzie do uderzenia, siły zderzenia pocisków z warstwą włókien przekształcą się w siłę rozciągającą i siłę ścinającą, podczas których siła uderzenia wytwarzana przez pociski może zostać rozproszona na obrzeżach punktu uderzenia, po zużyciu większości energii kinetycznej . Zastosowanie kevlaru w dziedzinie ochrony znacznie poprawiło właściwości ochronne różnych produktów kuloodpornych, jednocześnie znacznie zmniejszając ich wagę, co jest wielkim postępem w dziedzinie ochrony.

1. Zastosowanie Kevlaru

Dzięki dobrej odporności na ciepło, odporności na rozciąganie i wysokiej wytrzymałości, Kevlar był szeroko stosowany w produkcji różnych produktów codziennego użytku i sprzętu kuloodpornego, takiego jak słomki do napojów, rękawice ochronne, kable do statków, kombinezony wyścigowe, odzież termoochronna dla strażaków w życiu codziennym, kamizelki kuloodporne, twarde płyty pancerne i hełmy w wojsku. Zastosowanie kevlaru znacznie ułatwiło nam życie i przyczyniło się do postępu w przemyśle wytwórczym.

Jednak Kevlar ma również dwie fatalne wady:

1) Wrażliwy na światło ultrafioletowe. Zawsze ulega degradacji, gdy jest wystawiony na działanie światła ultrafioletowego.

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

Dlatego też sprzętu aramidowego nie należy przez dłuższy czas używać ani przechowywać w środowisku narażonym na silne promieniowanie ultrafioletowe i wysoką wilgotność, w przeciwnym razie jego żywotność ulegnie znacznemu skróceniu.

Powyżej znajdują się wszystkie wyjaśnienia dotyczące Kevlaru. Jeśli nadal masz jakieś pytania, zapraszamy do kontaktu z nami.