Kevlar. Siêu sợi bí ẩn

Poly(p-phenylene terephthalamide), hay thường được gọi là Kevlar®, là tên đã đăng ký cho hỗn hợp sợi tổng hợp para-aramid đặc biệt này. Khi làm việc cho Công ty Dupont™ vào những năm 1960, một nhà hóa học người Mỹ gốc Ba Lan tên là Stephanie Kwolek được giao nhiệm vụ phát triển một loại sợi nhẹ mới được thiết kế để thay thế dây thép cồng kềnh được sử dụng trong lốp xe ô tô vào thời điểm đó. Bạn thấy đấy, vào năm 1964, tình trạng thiếu xăng của những năm 70 được dự đoán sẽ tạo ra nhu cầu về những chiếc ô tô tiết kiệm nhiên liệu hơn. Bằng cách kết hợp một công thức polymer độc đáo, Kwolek đã phát hiện ra các tinh thể lỏng hình thành trong "súp" hóa học này. Lúc đầu, giải pháp này không hứa hẹn lắm, nhưng cô ấy đã kiên trì và sau khi thử nghiệm thêm, phát hiện ra rằng khi cho dung dịch vào "máy quay", nó tạo ra các sợi không bị đứt.

Đoán bạn có thể nói Stephanie là mẹ của phát minh. ĐƯỢC RỒI

Kevlar thực sự chỉ là một phiên bản ma thuật của nhựa. Mặc dù, không phải nhựa như một con dơi đánh hơi. Do cấu trúc hóa học độc đáo và sự sắp xếp phân tử chuỗi dài, sợi dệt kim siêu chặt có đặc tính cho phép chúng chặn đạn khi dệt thành tấm và bắn tên thẳng và nhắm khi dệt thành sợi.

Kevlar được Dupont sở hữu và sản xuất độc quyền, đồng thời có liên quan đến các loại sợi khác như Nomex và nylon thông thường, cả hai đều do Dupont phát triển. Có nhiều loại hỗn hợp Kevlar để đáp ứng các yêu cầu cụ thể và độc đáo. Kevlar 29 và Kevlar 49 đại diện cho hai loại sợi được sử dụng rộng rãi nhất. Các ứng dụng phổ biến cho vải Kevlar 49 bao gồm: thuyền kayak, ca nô, thuyền cao tốc, tấm máy bay, thiết bị thể thao và tua-bin gió. Vải Kevlar 49 cần phải là một phần tổng hợp cứng để tối đa hóa các đặc tính vật lý của nó. Điều này loại bỏ việc sử dụng trong các ứng dụng khô như quần áo hoặc áo giáp mềm. Vải Kevlar 29 được làm từ các sợi dai được thiết kế để bảo vệ đạn đạo. Cấp độ đạn đạo phụ thuộc vào một số yếu tố thử nghiệm: loại vũ khí, cỡ nòng, loại đạn, phạm vi thử nghiệm và vận tốc đạn.

Các đặc tính của Kevlar giúp nó khác biệt với nhiều loại sợi và vật liệu khác. Kevlar bền nhưng cũng rất nhẹ. Sợi Kevlar có độ bền kéo gấp tám lần so với dây thép. Nó cũng xử lý nhiệt tốt và có thể chịu được nhiệt độ trên 850ºF. Kevlar sẽ cháy, nhưng dễ dàng bị dập tắt bằng cách loại bỏ nguồn nhiệt. Kevlar có thể vẫn mềm và dẻo xuống -320ºF. Và thậm chí mạnh hơn một chút ở nhiệt độ thấp hơn. Giống như bất kỳ siêu anh hùng nào, Kevlar cũng có điểm yếu. Tiếp xúc kéo dài với tia UV có thể khiến các sợi của nó bị đổi màu và xuống cấp. Ngoài ra, một số hóa chất trên sợi có thể làm suy yếu nó.

Kevlar thường được kết hợp với nhiều loại vật liệu khác để tạo ra nhiều loại vật liệu composite. Các kết hợp phổ biến bao gồm Kevlar với sợi carbon và Kevlar với các vật liệu co giãn như Lycra. Màu vàng dễ nhận biết của Kevlar là màu tự nhiên của nó. Nó không thể được tẩy trắng, nhưng nó có thể được nhuộm thành các sắc thái như đỏ hoặc xanh.