Kevlar jest polimerem z grupy aramidów, który charakteryzuje się wysoką odpornością na rozciąganie. Jego wyjątkowe właściwości mechaniczne sprawiają, że jest używany do tak odpowiedzialnych zastosowań, jak kamizelki kuloodporne, hełmy ochronne, części pancerza lotniskowców itp. Wynaleziony został w 1965 roku przez firmę DuPont a dziś jest jednym z najbardziej rozpoznawalnych włókien sztucznych na świecie.
Aramid Kevlar i jego wyjątkowa wytrzymałość
Charakterystyczną cechą włókna aramidowego Kevlar jest jego wytrzymałość mechaniczna. Spowodowana jest ona specyficznym ułożeniem cząsteczek, z których powstaje symetryczny łańcuch z ogniwami leżącymi na linii prostej. Ponieważ Kevlar topi się w temperaturze powyżej 400°C i nie rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych, jego włókna formuje się za pomocą stężonego kwasu siarkowego.
Metoda ta została wynaleziona w 1965 roku w firmie DuPont, przez zespół badaczy pod kierunkiem Stephanie Kwolek. Stąd też pochodzi nazwa handlowa Kevlar dla tego aramidu. Obecnie włókna aramidowe produkowane są w procesie niskotemperaturowej polikondensacji monomerów para fenylenodiaminy i chlorku tereftaloilu.
Cechą charakterystyczną roztopionego Kevlaru jest to, że w przeciwieństwie do innych poliamidów, jego makrocząsteczki formują się w pałeczki (a nie w kłębki). Tworzą w ten sposób łańcuch na linii prostej, który po usunięciu kwasu siarkowego nie rozpada się. W ten sposób powstają włókna, które są wyjątkowo odporne na rozciąganie i wszelkiego rodzaju uszkodzenia mechaniczne.
Aramid Kevlar – zastosowanie
Z uwagi na swoją wyjątkową wytrzymałość mechaniczną aramid kevlar może być stosowany w najbardziej wymagających aplikacjach. Z powodzeniem wykorzystywany jest przez wojsko, oddziały specjalne SWAT, policję i straż pożarną, a używany jest do produkcji takich elementów odzieży i akcesoriów ochronnych jak kamizelki kuloodporne, hełmy, kaski, odzież specjalnego przeznaczenia itp.
Włókna aramidowe mają niewielki ciężar właściwy, dlatego wykorzystywane są do produkcji tkanin technicznych. Porównując kevlar do stali, jest on przy tej samej wytrzymałości mechanicznej, pięciokrotnie lżejszy. Natomiast tkaniny aramidowe wykorzystywane są w przemyśle, na przykład w kompensatorach tkaninowych. Dzięki włóknom z aramidu kompensatory są odporne na działanie mediów abrazyjnych oraz na skoki ciśnień i temperatur.
Ponadto aramid kevlar używany jest przy produkcji kabli światłowodowych, sprzętu turystycznego, membran głośnikowych, rowerów, motocykli, pasów transmisyjnych itp.
Obecnie aramid jest jednym z najbardziej popularnych tworzyw sztucznych i najmocniejszym, jakie do tej pory wynaleziono. Dzięki temu znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie potrzebna jest odporność na rozerwanie, rozciąganie, przecięcie, odporność termiczna, właściwości przeciwogniowe i dielektryczne.
