เคฟลาร์คืออะไร?

Kevlar ถือกำเนิดขึ้นในช่วงปลายทศวรรษที่ 1960 เป็นเส้นใยสังเคราะห์ที่มีเทคโนโลยีสูงชนิดใหม่ ด้วยคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม จึงได้รับการยกย่องว่าเป็นหนึ่งในวัสดุกันกระสุนในอุดมคติ และได้รับการใช้งานที่ดีในด้านการป้องกัน แล้วเคฟลาร์คืออะไร? ทำไมมันถึงมีประสิทธิภาพขีปนาวุธที่แข็งแกร่งเช่นนี้? มักใช้เพื่ออะไรในชีวิตของเรา? คำอธิบายสำหรับคำถามเหล่านี้ควรเริ่มต้นด้วยโครงสร้างโมเลกุลของเคฟลาร์และหลักการกันกระสุน

1.โครงสร้างโมเลกุลของเคฟลาร์

Kevlar เดิมพัฒนาโดยบริษัท DuPont ของสหรัฐอเมริกา เป็นโพลิเมอร์โมเลกุลสูงที่ประกอบด้วย p-phenylenediamine และ paraphthaloyl chloride โดยมีชื่อทางเคมีว่า polyterephthaloyl terephthalamide

สูตรโมเลกุลของสารนี้คือ (C14H10O2N2)n ซึ่งหมายความว่า C14H10O2N2 ทำหน้าที่เป็นหน่วยสังเคราะห์ หน่วยต่างๆ จะทำซ้ำและผูกเข้าด้วยกันเพื่อสร้างเป็นโซ่ จากนั้นโซ่เหล่านี้จะเรียงขนานกันเพื่อสร้างตาข่ายที่ใหญ่ขึ้นด้วยพันธะไฮโดรเจน ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้วัสดุนี้มีความแข็งแรงในการดึงสูงเป็นพิเศษ

โครงสร้างโมเลกุลของเคฟลาร์ระบุว่ามีคุณสมบัติทนความร้อนและทนไฟได้ดี โดยมีจุดหลอมเหลวสูงถึง 371 องศา นอกจากนี้ยังมีน้ำหนักเบาและมีความต้านทานแรงดึงมากกว่าลวดเหล็กกล้าประมาณ 8 เท่า

เส้นใยเคฟลาร์มักผลิตด้วยสองขั้นตอน:

1) การเกิดพอลิเมอไรเซชันของ p-phenylenediamine และ paraphthaloyl chloride เพื่อสร้าง polyterephthaloyl terephthalamide (PPTA)

2) ละลายโซ่โพลีเมอร์ในตัวทำละลาย จากนั้นโซ่เหล่านี้จะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนเพื่อสร้างเส้นใยตาข่ายขั้นสุดท้าย

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ซึ่งแตกต่างจากวัสดุแข็งแบบ ballistic เช่น เซรามิกและโลหะ เคฟลาร์มีความแข็งแรงสูง มีความเหนียวสูง และทนทานต่อแรงดึงเนื่องจากการยึดเหนี่ยวของพันธะเคมีในโมเลกุลอย่างใกล้ชิด เมื่อเกิดการปะทะ แรงปะทะของกระสุนต่อชั้นไฟเบอร์จะพัฒนาเป็นแรงดึงและแรงเฉือน ซึ่งในระหว่างนั้น แรงกระแทกที่เกิดจากกระสุนสามารถกระจายไปยังรอบนอกของจุดกระทบ ตามการใช้พลังงานจลน์ส่วนใหญ่ . การประยุกต์ใช้ Kevlar ในด้านการป้องกันได้ปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกันของผลิตภัณฑ์กันกระสุนต่างๆ อย่างมาก ในขณะที่ลดน้ำหนักลงอย่างมาก ซึ่งเป็นความก้าวหน้าอย่างมากในด้านการป้องกัน

1.การประยุกต์ใช้เคฟลาร์

ด้วยคุณสมบัติทนความร้อน ทนต่อแรงตึง และมีความแข็งแรงสูง เคฟลาร์จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตผลิตภัณฑ์ในชีวิตประจำวันต่างๆ และอุปกรณ์กันกระสุน เช่น หลอดเครื่องดื่ม ถุงมือนิรภัย สายเคเบิลสำหรับเรือ ชุดแข่ง ชุดป้องกันความร้อนสำหรับนักผจญเพลิง ในชีวิตประจำวัน เสื้อเกราะกันกระสุน แผ่นเกราะแข็ง และหมวกนิรภัยในกองทัพ การประยุกต์ใช้เคฟลาร์ช่วยอำนวยความสะดวกในชีวิตของเราอย่างมากและส่งเสริมความก้าวหน้าในอุตสาหกรรมการผลิต

อย่างไรก็ตาม Kevlar ยังมีข้อบกพร่องร้ายแรงสองประการ:

1) ไวต่อแสงอัลตราไวโอเลต และจะเสื่อมสภาพลงเมื่อโดนแสงอัลตราไวโอเลต

2) ไฮโดรไลซ์ได้ง่าย แม้จะอยู่ในสภาพแวดล้อมแห้ง แต่ก็ยังคงดูดซับความชื้นในอากาศและไฮโดรไลซ์ทีละน้อย

ดังนั้นจึงไม่ควรใช้หรือจัดเก็บอุปกรณ์อะรามิดในสภาพแวดล้อมที่มีแสงอัลตราไวโอเลตที่แรงและความชื้นสูงเป็นเวลานาน เพราะอาจทำให้มีอายุการใช้งานลดลงอย่างมาก

ข้างต้นนี้เป็นคำอธิบายทั้งหมดเกี่ยวกับ Kevlar หากยังมีคำถามใด ๆ โปรดติดต่อเรา