Kevlar
| |||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||
| Monomery |
H | ||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Struktura meru |
−[COC | ||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | |||||||||||||||||||||
Kevlar – polimer z grupy poliamidów (dokładniej aramidów), z którego przędzie się włókna sztuczne o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie.
Nazwa
[edytuj | edytuj kod]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 | edytuj kod]Kevlar otrzymuje się w wyniku reakcji polikondensacji chlorków kwasów dikarboksylowych z aminami aromatycznymi. Reakcja syntezy przebiega w następujący sposób:
Właściwości
[edytuj | edytuj kod]Kevlar nie rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych, ale rozpuszcza się w stężonym kwasie siarkowym. Jest około 5 i pół razy 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 | edytuj kod]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.
Powłoki z kevlaru są też stosowane do zabezpieczenia lakieru na pojazdach (np. samochodach, łodziach, motocyklach)[2].
Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ Jan Godzimirski: Lotnicze materiały konstrukcyjne. Warszawa: Wojskowa Akademia Techniczna, 2008, s. 154–155. ISBN 978-83-61486-01-5.
- ↑ Ceramiczna powłoka kewlarowa na samochód, auto [online], Kevlar Coating [dostęp 2021-05-21].
Bibliografia
[edytuj | edytuj kod]- Polyaramid Polyparaphenylene Terephthalamide (Kevlar/Twaron) - Properties and Applications - Supplier Data by Goodfellow [online], Azom.com [dostęp 2021-05-21].
- Kevlar [online], DuPont [dostęp 2008-06-13] [zarchiwizowane z adresu 2011-07-16].
Linki zewnętrzne
[edytuj | edytuj kod]- Kevlar w różnych zastosowaniach. 2006-11-23. [dostęp 2021-05-21].
- Wytrzymały Kevlar, czyli włókna aramidowe [online], Materiały Inżynierskie [dostęp 2021-05-21].