Kevlar là gì?

Kevlar, ra đời vào cuối những năm 1960, là một loại sợi tổng hợp công nghệ cao mới. Với những đặc tính tuyệt vời, nó đã được coi là một trong những vật liệu chống đạn lý tưởng và đạt được ứng dụng tốt trong lĩnh vực bảo vệ. Vậy, Kevlar là gì? Tại sao nó có hiệu suất chống đạn mạnh mẽ như vậy? Thông thường nó được sử dụng cho mục đích gì trong cuộc sống của chúng ta? Giải thích cho những câu hỏi này nên bắt đầu từ cấu trúc phân tử của Kevlar và nguyên lý chống đạn.

1. cấu trúc phân tử của Kevlar

Kevlar ban đầu được phát triển bởi Công ty DuPont của Hoa Kỳ. Nó là một polymer phân tử cao được tạo thành từ p-phenylenediamine và paraphthaloyl chloride, với tên hóa học là polyterephthaloyl terephthalamide.

Công thức phân tử của nó là (C14H10O2N2)n, điều này có nghĩa là C14H10O2N2 đóng vai trò là đơn vị tổng hợp. Các đơn vị lặp lại và kết nối với nhau để tạo thành chuỗi, sau đó các chuỗi này xếp song song với nhau để tạo thành một mạng lưới lớn hơn thông qua các liên kết hidro, đây chính là yếu tố mang lại độ bền kéo siêu cao cho vật liệu.

Cấu trúc phân tử của Kevlar quyết định rằng nó có khả năng chịu nhiệt và chống cháy mạnh mẽ với điểm nóng chảy lên đến 371 độ. Nó còn nhẹ và có độ bền kéo khoảng 8 lần so với dây thép.

Sợi Kevlar thường được sản xuất qua hai bước:

1) Polymer hóa p-phenylenediamine và paraphthaloyl chloride để tạo thành polyterephthaloyl terephthalamide (PPTA).

2) Hòa tan các chuỗi polymer trong dung môi, sau đó các chuỗi này kết nối với nhau bằng các liên kết hidro để tạo thành sợi lưới cuối cùng.

Như đã đề cập trước đó, khác với các vật liệu chống đạn cứng như gốm sứ và kim loại, Kevlar có độ bền cao, tính dai tốt và khả năng chịu lực kéo nhờ vào sự liên kết chặt chẽ của các liên kết hóa học trong phân tử. Khi va chạm xảy ra, lực va chạm của đạn vào lớp sợi sẽ chuyển thành lực kéo và lực cắt, trong đó lực tác động từ đạn sẽ được phân tán ra xung quanh điểm va chạm, đồng thời tiêu hao phần lớn năng lượng động. Sự ứng dụng Kevlar trong lĩnh vực bảo vệ đã nâng cao đáng kể hiệu suất bảo vệ của các sản phẩm chống đạn, đồng thời giảm đáng kể trọng lượng của chúng, đây là một bước tiến lớn trong lĩnh vực bảo vệ.

1. Ứng dụng của Kevlar

Với khả năng chịu nhiệt tốt, độ bền kéo và cường độ cao, Kevlar đã được sử dụng rộng rãi trong việc sản xuất các sản phẩm đời sống hàng ngày và thiết bị chống đạn, chẳng hạn như ống hút đồ uống, găng tay bảo hộ, cáp cho tàu thuyền, quần áo đua xe, trang phục bảo hộ chống nhiệt cho lính cứu hỏa trong cuộc sống hàng ngày, áo giáp chống đạn, tấm giáp cứng và mũ bảo hiểm trong quân sự. Sự ứng dụng của Kevlar đã mang lại nhiều tiện ích cho cuộc sống của chúng ta và thúc đẩy sự tiến bộ trong ngành công nghiệp sản xuất.

Tuy nhiên, Kevlar cũng có hai nhược điểm nghiêm trọng:

1) Dễ bị ảnh hưởng bởi tia cực tím. Nó thường bị phân hủy khi tiếp xúc với tia cực tím.

2) Dễ thủy phân, ngay cả trong môi trường khô, nó vẫn hấp thụ độ ẩm từ không khí và dần dần thủy phân.

Do đó, thiết bị aramid không nên được sử dụng hoặc lưu trữ trong môi trường có tia cực tím mạnh và độ ẩm cao trong thời gian dài, nếu không tuổi thọ của nó sẽ bị giảm đáng kể.

Trên đây là toàn bộ giải thích về Kevlar. Nếu còn bất kỳ câu hỏi nào, hãy liên hệ với chúng tôi.