Kevlar

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Kevlar
Niepodpisana grafika związku chemicznego; prawdopodobnie struktura chemiczna bądź trójwymiarowy model cząsteczki
Niepodpisana grafika związku chemicznego; prawdopodobnie struktura chemiczna bądź trójwymiarowy model cząsteczki
Ogólne informacje
Monomery H
2
N−C
6
H
4
−NH
2
i ClOC−C
6
H
4
−COCl
Struktura meru −[COC
6
H
4
CO−NHC
6
H
4
NH]−
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Struktura powłoki kevlarowej
Policyjny hełm z kevlaru ze śladem pocisku

Kevlarpolimer z grupy poliamidów (dokładniej aramidów), z którego przędzie się włókna sztuczne o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie.

Nazwa[edytuj]

Kevlar został wynaleziony w laboratoriach DuPont w 1965 roku przez zespół badaczy pod kierunkiem Stephanie Kwolek. Kevlar jest nazwą handlową firmy DuPont; inną zarejestrowaną nazwą handlową jest Twaron firmy Teijin Twaron.

Synteza[edytuj]

Kevlar otrzymuje się w wyniku reakcji polikondensacji chlorków kwasów dikarboksylowych z aminami aromatycznymi. Reakcja syntezy przebiega w następujący sposób:

Schemat otrzymywania Kevlaru

Właściwości[edytuj]

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 z roztworu kevlaru w kwasie siarkowym, w którym powstaje faza ciekłokrystaliczna. Dzięki temu, wyciągane włókno wykazuje wysoki stopień organizacji cząsteczek, nieosiągalny w przypadku przędzenia włókien ze zwykłego poliamidu. Po usunięciu kwasu siarkowego 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−).

Zastosowania[edytuj]

Włókna wytwarzane z kevlaru stosowane są m.in. w kamizelkach kuloodpornych, kaskach, hełmach ochronnych, trampolinach, wewnętrznych powłokach nart, rakietach tenisowych, kajakach i 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 oraz produkcji lekkiej odzieży motocyklowej.

Znalazł też zastosowanie przy produkcji membran do głośników. Wykonuje się z niego żagle jachtów regatowych.

W lotnictwie Kevlar 49 stosowany jest do zbrojenia kompozytów o osnowie polimerowej[1].

Jest niepalny, odporny na zużycie i nie przewodzi prądu elektrycznego. Z uwagi na swoją niepalność oraz chłonność (nasącza się go substancją palną o temperaturze spalania do ok. 400 °C, np. naftą), jest stosowany w sprzęcie do pokazów ogniowych. 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.

Przypisy

  1. Jan Godzimirski: Lotnicze materiały konstrukcyjne. Warszawa: Wojskowa Akademia Techniczna, 2008, s. 154–155. ISBN 978-83-61486-01-5.

Bibliografia[edytuj]

Linki zewnętrzne[edytuj]