Kevlar
Z Wikipedii
| Kevlar | |||
|
|||
| Ogólne informacje | |||
| Nazwa systematyczna | Poli(tereftalano-1,4-fenylodiamid) | ||
| Inne nazwy | PPTA, Twaron | ||
| Monomery | H2N-C6H4-NH2 oraz ClOC-C6H4-COCl |
||
| Struktura meru | -[-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-] | ||
| Właściwości | |||
| Rozpuszczalniki | kwas siarkowy | ||
| Temperatura mięknięcia | 245°C (518 K) | ||
| Temperatura degradacji | 500°C (773 K) | ||
| Biodegradowalność | niebiodegradowalny | ||
| Biokompatybilność | wysoka | ||
| Właściwości mechaniczne | nietopliwy duromer o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie | ||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków standardowych (25°C, 1000 hPa) |
|||
Kevlar (PPTA, poli(tereftalano-1,4-fenylodiamid) lub poli(p-fenylotereftalanoamid), -[-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n- ) - polimer z grupy poliamidów, a dokładniej aramidów, z którego przędzie się włókna sztuczne o bardzo wysokiej odporności mechanicznej na rozciąganie.
Spis treści |
[edytuj] Nazwa
Kevlar został wynaleziony w laboratoriach DuPont w 1965 przez zespół badaczy pod kierunkiem Stephanie Kwolek. "Kevlar" jest nazwą handlową firmy DuPont. Inne zarejestrowane nazwy handlowe to "Twaron" firmy Teijin Twaron.
[edytuj] Synteza
Kevlar otrzymuje się w wyniku reakcji polikondensacji chlorków kwasów dikarboksylowych z aminami aromatycznymi. Reakcja syntezy przebiega w następujący sposób:
[edytuj] Właściwości
Kevlar nie rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych, ale rozpuszcza się w stężonym kwasie siarkowym. Kevlar jest około 5 i pół raza lżejszy od stali - jego gęstość wynosi 1,44 g/cm³.
Kevlar zawdzięcza swoją wytrzymałość głównie sposobowi przędzenia włókien. Włókna te wyciąga się ze stopionego kevlaru, który generuje w stopie fazę ciekłokrystaliczną. Dzięki temu, wyciągane włókno wykazuje bardzo wysoki stopień organizacji cząsteczek, nieosiągalny w przypadku przędzenia włókien ze zwykłego poliamidu. Uporządkowanie ciekłokrystaliczne jest "zamrażane" w stanie stałym dzięki występowaniu licznych wiązań wodorowych, które powstają w trakcie krzepnięcia włókien spontanicznie pomiędzy polarnymi grupami amidowymi (-CO-NH-).
[edytuj] Zastosowania
Kevlar to materiał, z którego produkowane są włókna stosowane m.in. w kamizelkach kuloodpornych, kaskach i hełmach ochronnych, trampolinach, wewnętrznych powłokach nart, rakiet tenisowych i kajaków, a nawet częściach pancerza lotniskowców.
Kevlar jest wykorzystywany również w celu zapewnienia odporności na złamanie i rozciąganie w kablach światłowodowych. W turystyce znalazł zastosowanie przy ochronie szczególnie narażonych na uszkodzenia mechaniczne elementów obuwia i odzieży. W motoryzacji używany jest do wzmocnienia obręczy i innych elementów rowerów i motocykli.
Znalazł też zastosowanie przy produkcji membran do głośników. Charakteryzuje się ogromną wytrzymałością. Przy tej samej masie jest 5-krotnie bardziej wytrzymały na rozciąganie niż stal - z tego powodu wykonuje się z niego żagle jachtów regatowych.
Jest także niepalny, odporny na zużycie i nie przewodzi prądu elektrycznego. Swojej niepalności oraz chłonności zawdzięcza zastosowanie w sprzęcie do pokazów ogniowych, nasącza się go substancją palną o temperaturze spalania do ok. 400°C (np. naftą). Rozkłada się jednak stopniowo pod wpływem atmosfery i światła słonecznego. W sporcie żużlowym zawodnicy jeżdżą w kombinezonach z kevlaru, jednak jest on coraz częściej zastępowany przez nylon.
