Wat is Kevlar?

Kevlar, geboren in de late 1960's, is een nieuwe hightech synthetische vezel. Door zijn uitstekende eigenschappen wordt hij beschouwd als een van de ideaalste kogelvrije materialen en heeft hij goede toepassingen in het beschermingsgebied verkregen. Dus, wat is Kevlar? Waarom heeft het zo'n sterke balistische prestatie? Waar wordt het gewoonlijk voor gebruikt in ons leven? De uitleg van deze vragen moet beginnen met de moleculaire structuur van Kevlar en het kogelvrije principe.

1. moleculaire structuur van Kevlar

Kevlar werd oorspronkelijk ontwikkeld door het Amerikaanse DuPont-bedrijf. Het is een hoogmoleculair polymer dat bestaat uit p-fenylenediamine en paraphthaloylchloride, met als chemische naam polytereftaaloyl tereftalamide.

De moleculaire formule is (C14H10O2N2)n, wat betekent dat C14H10O2N2 de rol speelt van synthese-eenheden. De eenheden herhalen zich en zijn met elkaar verbonden om ketens te vormen, en vervolgens richten deze ketens zich parallel aan elkaar om een groter netwerk te vormen door middel van waterstofbruggen, wat de materiaal zijn super hoge treksterkte geeft.

De moleculaire structuur van Kevlar bepaalt dat het sterke hitte- en vuurweerstand heeft met een smelpunt tot 371 graden. Het is ook lichtgewichtig en heeft een treksterkte van ongeveer 8 keer meer dan die van staaldraad.

Kevlarvezel wordt meestal in twee stappen vervaardigd:

1) Polymerisatie van p-fenylenediamine en paraphthaloylchloride om polytereftaloyl tereftalamide (PPTA) te vormen.

2) Los de polymerketens op in oplosmiddelen en maak vervolgens contact tussen deze ketens via waterstofbruggen om de eindelijke netvormige vezels te vormen.

Zoals eerder vermeld, tegenover harde ballistische materialen zoals keramiek en metaal, heeft Kevlar een hoge sterkte, grote taaiheid en trekweerstand dankzij de sterke binding van chemische verbindingen in de moleculen. Bij inslag ontwikkelen de botsingskrachten van kogels tegen de vezellaag zich tot trekkracht en schuifkracht, waarbij de inslagkracht voortgebracht door de kogels wordt verspreid naar de periferie van het inslagpunt, waardoor de meeste kinetische energie wordt opgebruikt. De toepassing van Kevlar in het beschermingsgebied heeft de beschermende prestaties van verschillende kogelvrije producten aanzienlijk verbeterd, terwijl het gewicht er enorm op is gereduceerd, wat een grote vooruitgang in het beschermingsgebied betekent.

1. Toepassing van Kevlar

Met goede hittebestendigheid, treksterkte en hoge sterkte wordt Kevlar breed toegepast in de productie van verschillende dagelijkse levensmiddelen en kogelvrije uitrusting, zoals rietjes voor dranken, veiligheidshandschoenen, schepenkabels, racespakken, hittebeschermende kleding voor brandweerlieden in het dagelijkse leven, kogelvrije vesten, harde pantserplaten en helmen in het leger. De toepassing van Kevlar heeft onze levens sterk vereenvoudigd en de voortgang in de fabricage-industrie bevorderd.

Kevlar heeft echter ook twee fatale tekortkomingen:

1) Gevoelig voor ultraviolette straling. Het degradeert altijd wanneer het blootgesteld wordt aan ultraviolette straling.

2) Makkelijk te hydrolyseren, zelfs in een droge omgeving, het absorbeert nog steeds vocht uit de lucht en hydrolyse geleidelijk.

Daarom dient aramidapparatuur niet te worden gebruikt of opgeslagen in een omgeving met sterke ultraviolette straling en hoge luchtvochtigheid over lange tijd, want de dienstlevensduur zal sterk verminderen.

Hierboven staat alle verduidelijking voor Kevlar. Als er nog vragen zijn, hesitate niet om contact met ons op te nemen.