Kevlar
Kevlarul este o fibră sintetică de aramidă inventată în 1965 de Stephanie Kwolek , cercetător la DuPont . [1] [2] [3] Caracteristica sa principală este rezistența sa mecanică excelentă la tracțiune , atât de mult încât pentru aceeași masă este de 5 ori mai rezistentă decât oțelul . [4]
Kevlarul are, de asemenea, o mare rezistență la căldură și flacără. Datorită caracteristicilor sale de rezistență, este utilizată ca fibră de armare pentru construcția de veste antiglonț , echipamente pentru sporturi extreme și pentru componente utilizate în avioane , bărci și mașini de curse .
Istorie
Inventat de Stephanie Kwolek în timp ce căuta o fibră puternică și elastică pentru a înlocui cauciucul anvelopei , [5] kevlar a fost brevetat de DuPont în 1973 .
De-a lungul anilor, acest tip de fibre sintetice a primit îmbunătățiri semnificative în ceea ce privește rezistența mecanică. De la început s-a dovedit a fi promițător, cu o rezistență de peste 2 ori față de oțel, pentru aceeași masă. De-a lungul timpului au apărut produse și mai rezistente, care oferă un raport de cel puțin 5: 1 pe oțel (aceste performanțe se referă la rezistență mecanică, dar nu la uzură). De asemenea, este foarte rezistent la temperatură.
Producție
Kevlarul se obține prin condensare în soluție pornind de la monomeri 1,4-fenilendiamină (para-fenilendiamină) și clorură de tereftaloiil . Acidul clorhidric este obținut ca un produs secundar al reacției.
Utilizări
Protecţie
Una dintre cele mai cunoscute utilizări ale Kevlarului este în veste antiglonț : rezistența sa ridicată este utilizată pentru a absorbi, prin deformare plastică , energia cinetică a gloanțelor . Unele căști militare sunt, de asemenea, fabricate din acest material, de exemplu Casca ușoară a pușcașilor marini .
Kevlarul este utilizat în unele articole de îmbrăcăminte de protecție a muncii.
Cu toate acestea, țesătura din Kevlar este ineficientă împotriva corpurilor perforante, cum ar fi baionetele sau cuțitele , sau împotriva loviturilor de gloanțe perforante . Pentru a proteja împotriva acestui tip de atac, la țesătura din Kevlar se adaugă panouri metalice din aliaj ușor . Combinația dintre Kevlar și aliajele ușoare este, de asemenea, utilizată ca protecție pentru vehiculele supuse restricțiilor de greutate, cum ar fi elicopterele blindate. În acest context, pe lângă Kevlar, sunt utilizate și alte fibre sintetice, cum ar fi mai puțin renumitul Nomex sau fibra de carbon .
Automobilismul
Având în vedere ușurința sa, fibra este utilizată pe scară largă în mașinile de curse și motociclete :
- ca element structural, în șasiu sau caroserie ;
- pentru curele de distributie ;
- în conductele frânelor cu disc pentru a evita umflarea tubului în prezența presiunii , îmbunătățind precizia și puterea sistemului de frânare ;
- în cadrul unor anvelope performante;
- în rezervoarele de Formula 1, realizate cu două foi: cauciuc nitrilic pentru cel intern și Kevlar armat prin anumite tratamente pentru cel extern, care permite rezervorului să se deformeze fără a suferi fisuri sau rupturi.
- la amortizoarele de zgomot pentru motoare în 2 timpi, de fapt, chiar și după o utilizare îndelungată, materialul nu arde.
Fibrele de aramidă, datorită comportamentului lor excelent la căldură, sunt utilizate și pentru carcasele de armare ale anvelopelor speciale și au găsit o utilizare largă ca înlocuitor al azbestului în plăcuțele de frână.
Echipament sportiv
Rezistența mecanică specifică foarte mare îl face ideal pentru producția multor echipamente sportive, chiar dacă costul îl retrogradează la niveluri competitive. Cateva exemple:
- Fundul de canoe și palete .
- Șnururi pentru alpinism și pentru ținerea zmeilor uriași.
- Sfaturi de biliard , adică partea din față care se înșurubează în mâner.
- Linia de pescuit , în special partea finală (numită finalino ) în care sunt necesare diametre reduse. Folosit pentru pescuitul somnului și prădătorilor mari.
- Pânze și frânghii ( cearșafuri și curțele ) în bărci cu pânze .
- Unele părți ale echipamentului de protecție pentru garduri , în conformitate cu prevederile Federației Internaționale a Scrimelor .
- Armături în îmbrăcăminte tehnică pentru motocicliști . De exemplu, Valentino Rossi folosește costume cu protecție din kevlar la gleznă, tibie și peroneu după accidentarea sa la Mugello în 2010 .
- La bețele de hochei ca o armare de protecție și de suprafață a fibrelor de carbon care constituie miezul.
- Șirul în arcuri și arbalete moderne.
- Producerea de anvelope pentru biciclete BMX .
- Cadru de rachete de badminton .
- Benzi anti-puncție pentru biciclete montane.
- în jachete de plutire (BCD) în scufundări .
- în pachetul funicular de parașute și parapante .
Alte utilizări
- Constituie fitilele instrumentelor de jonglerie inflamabile;
- ca o ranforsare pentru a crește rezistența la tracțiune în cablurile cu fascicule de fibre optice , poate fi, de asemenea, utilizat pentru a curăța învelișul exterior al fasciculului de fibre, datorită rezistenței sale ridicate;
- pentru realizarea smartphone - urilor ;
- este utilizat pentru producerea de materiale compozite numitepolimeri armati cufibre, folositi recent pentru consolidarea statica a cladirilor din zidarie si beton armat ;
- difuzoare Hi-Fi de înaltă calitate;
- fabricarea căștilor Caselor de Pompieri Naționale ( VFR2000 );
- în restaurarea structurală a picturilor antice și moderne pe pânză în operații de consolidare a suportului atunci când este necesară calitatea rezistenței în secțiuni minime combinate cu deformabilitate elastică scăzută.
- costume pentru astronauți.
În cultura de masă
- Kevlar este materialul din care este realizat costumul Batman , atât în benzi desenate , cât și în filmele Batman Begins , The Dark Knight și The Dark Knight Rises .
- Armura lui Robocop , polițistul cyborg din filmele cu același nume, este realizată dintr-un aliaj imaginar de kevlar și titan .
- Alte personaje de benzi desenate precum Punisher și Kick-Ass poartă veste antiglonț Kevlar.
- În cel de-al treilea sezon al serialului Eroii , fratele haitianului, Renè, are această putere: corpul kevlar îi oferă rezistență supraomenească, atât de mult încât este considerat un zeu de către banda pe care o conduce.
- În filmul Rampage , protagonistul construiește o armură din Kevlar care îi permite să fie imun la gloanțe.
- În al patrulea sezon al serialului TV Arrow , costumul lui Green Arrow și colaboratorii săi este realizat din kevlar.
- În seria TV Black Lightning costumele lui Black și colaboratorii săi sunt realizate din kevlar,
- În jocul video XCOM 2 este materialul armurii de bază a soldaților.
Notă
- ^ Stephanie Kwolek, Hiroshi Mera și Tadahiko Takata, „Fibre de înaltă performanță”, în Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Wiley-VCH, Weinheim, 2002. DOI : 10.1002 / 14356007.a13_001
- ^ Ce este Kevlar , la dupont.com , DuPont. Adus la 28 martie 2007 (arhivat din original la 20 martie 2007) .
- ^ Brevet de Kevlar original din fibra de policarbonamidă carbociclică complet aromatică acordat în 1974 lui Stephanie Kwolek
- ^ De cinci ori mai puternic decât oțelul - materialul de siguranță care a revoluționat materialele de siguranță , pe worksafely.com . Adus 21-09-2007 .
- ^ Rezultat interogare WebCite
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikționarul conține dicționarul lema « kevlar » -
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre kevlar
linkuri externe
- Site-ul oficial , pe kevlar.com .
- (EN) Kevlar , de la Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
