Kevlar

Z Wikipedii

Kevlar
Ogólna budowa chemiczna Kevlaru
Ogólne informacje
Nazwa systematyczna	Poli(tereftalano-1,4-fenylodiamid)
Inne nazwy	PPTA, Twaron
Monomery	H2N-C6H4-NH2 oraz ClOC-C6H4-COCl
Struktura meru	-[-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH2-]
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-NH₂-]_n- ) - polimer z grupy poliamidów, a dokładniej aramidów, z którego przędzie się włókna sztuczne o bardzo wysokiej odporności mechanicznej na rozciąganie.

[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:

Synteza Kevalaru

[edytuj] Właściwości

Kevlar nie rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych, ale rozpuszcza się w stężonym kwasie siarkowym. Kevlar jest lekki, ciężar właściwy wynosi 1,44 g/cm³.

Kevlar zawdzięcza swoją wytrzymałość głównie sposobowi przędzenia włókien. Włókna te wyciąga się ze stopionego kevlaru, który generuje w stopie fazę ciekłokrystaliczną. Dzięki temu, wyciągane włókno wykazuje bardzo 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 zapewnienia odporności 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. Charakteryzuje się ogromną wytrzymałością. Przy tej samej masie jest 5-krotnie bardziej wytrzymały na rozciąganie niż stal - z tego powodu wykonuje się z niego żagle jachtów regatowych.

Jest także 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 jednak stopniowo pod wpływem atmosfery i światła słonecznego. W sporcie żużlowym zawodnicy jeżdżą w kombinezonach z kevlaru, jednak jest on coraz częściej zastępowany przez nylon.

[edytuj] Źródła

• Dane fizykochemiczne na temat Kevlaru na stronie azom.com
• Opis Kevlaru na stronie firmy DuPont

[edytuj] Linki zewnętrzne

Zobacz galerię na Wikimedia Commons:
Kevlar

• Kevlar na oficjalnej, polskojęzycznej stronie firmy DuPont
• Kevlar w różnych zastosowaniach "Tworzywa Sztuczne", 2006-11-23