Kevlar
| Kevlar | |||||
|
|||||
 Trójwymiarowa struktura kewlaru |
|||||
| Ogólne informacje | |||||
| Nazwa systematyczna | Poli(tereftalano-1,4-fenylodiamid) poli(p-fenylotereftalanoamid) poli(p-fenylenotereftalamid) |
||||
| 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 wysokiej wytrzymałości 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. Jest około 5 i pół raza lżejszy od stali - jego gęstość wynosi 1,44 g/cm³.
Swoją wytrzymałość zawdzięcza głównie sposobowi przędzenia włókien. Włókna te wyciąga się ze stopionego kevlaru, który generuje w stopie fazę ciekłokrystaliczną. Dzięki temu, wyciągane włókno wykazuje 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 zwiększenia wytrzymałości 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. Wykonuje się z niego żagle jachtów regatowych.
Jest 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 stopniowo pod wpływem atmosfery i światła słonecznego. W sporcie żużlowym zawodnicy jeżdżą w kombinezonach z kevlaru, jednak jest on coraz częściej zastępowany przez nylon.
