A poli (p-fenilén-tereftalamid) ( PPD-T ) egy hőre lágyuló polimer, amely amidcsoportokkal elválasztott aromás gyűrűkből áll . Ez családjába tartozik a szálak az aramid .
PPD-T márkanevek alatt név kevlár . Ez utóbbi, mint más textilszálak , nem része a műanyagoknak .
1964-ben Stephanie Kwolekot a Du Pont de Nemours cég megbízta egy olyan anyag kifejlesztésével, amely pótolhatja az autógumik acélzsinórját. Herbert Blades-szel együtt végül véletlenül létrehozta a Kevlart, egy szintetikus szálat, amely végül ötször erősebb volt az acélnál, és sokkal könnyebb. Ma Kevlart a konyhai eszközöktől kezdve az űrhajókig mindenben használják.
A vállalat úgy dönt, hogy ezt a polimert "Kevlar" -nak nevezi. 1971-ben került forgalomba. Azóta a szabadalom lejárt, és megjelentek a versengő termékek, például a Teijin's Twaron .
Kevlar egy szintetikus szál , amely nagyon jó mechanikai tulajdonságokkal vontatás (szakító szilárdsága a 3100 MPa és modulusa között 70 és 125 GPa ) és a fáradtság. Azonban, ez nem olyan hatékony, mint a szénszálas amely képes elérni a szakítószilárdsága az 7000 MPa (nagyon nagy szilárdságú szálakból), és modulusa 520 GPa (igen nagy modulusú rostok).
Kevlar hidrogénkötések hálózatával rendelkezik a polimer láncok között, ami nagy merevséget biztosít.
A fajlagos szakítószilárdság (a sűrűséghez viszonyítva) magasabb, mint az acélé , de alacsonyabb, mint a szénszálaké vagy a Dyneemaé .
A fenilcsoport jelenléte miatt a PPD-T molekulában nincs szabad forgás a szén-nitrogén kötés körül , az s-cisz konformáció lehetetlen ( szterikus akadály ). Az s-transz konformáció tehát a legáltalánosabban megfigyelhető. A láncok jól illeszkednek, szabályosak és orientáltak. Ennek eredményeként a Kevlar nagyon kristályos , ami megmagyarázza merevségét ( E ) és törésállóságát (σ).
A Kevlar több fokozatú : Kevlar, Kevlar 52, Kevlar 49 stb.
Tulajdonságok:
Alapértelmezések:
A PPD-T különféle érdekes tulajdonságokkal rendelkezik, például hőállóság (ellenáll a 400 ° C- ig terjedő hőmérsékleteknek , fent lebomlik) , megnyúlás vagy nyírás . Ezért sok olyan területen használják, ahol ezek a jellemzők keresettek:
Mielőtt a 1970-es , a legtöbb golyóálló mellények készültek acélból amely lehetővé tette számukra nehéz és terjedelmes. Kevlar megjelenése a Du Pont cégtől új típusú rugalmas és sokkal könnyebb golyóálló mellény kifejlesztését tette lehetővé, ez az anyag ellenállóbb is, mint az acél. Ezt az anyagot eredetileg gumiabroncs-megerősítésre szánták, valódi ballisztikus képességei nem ismertek. Ennek az új polimernek a nagy lehetőségei arra késztették az Amerikai Nemzeti Igazságügyi Intézetet, hogy négy fázisra osztott kutatásokat végezzen. Az első a Kevlar rost tesztelése volt, hogy megtudja, képes-e megállítani a golyót . A második az volt, hogy kiderítsük, milyen vastagságú Kevlarre van szükség a lövedék sebességétől és típusától függően. Ez a szakasz lehetővé tette az első prototípus létrehozását, amely képes megvédeni az akkori rendőrök fő fenyegetéseit, nevezetesen a .38 Special és .22 Long Rifle kalibereket .
1973-ban az amerikai hadsereg Edgewood Arsenal kutatói hét Kevlar rétegből készült testpáncélt fejlesztettek ki helyszíni tesztelés céljából. Ezek a tesztek lehetővé tették a Kevlar ellenállásának nagy veszteségének kimutatását nedves állapotban vagy ultraibolya sugárzásnak kitéve, ideértve az egyszerű napsugárzást is. Ezen túlmenően a száraz tisztítószerek és a fehérítők is csökkentették a Kevlar anti-ballisztikus tulajdonságait többféle használat után. E kérdések kezelése érdekében a golyóálló mellényeket most vízálló, UV-és tisztítószerekkel szemben ellenálló anyag borítja.
A poli (p-fenilén) áll a polikondenzációs a p -feniléndiamin (PPD) (vagy annak hidroklorid ) és a tereftaloil -klorid , egy oldószerben közegben , és nagyon alacsony hőmérsékleten.