VẬT LIỆU KEVLAR - NGUYÊN LIỆU CHÍNH ĐỂ SẢN XUẤT ÁO GIÁP CHỐNG ĐẠN SIÊU NHẸ
08/07/20
Vật liệu Kevlar là gì?
Kevlar là nhãn hiệu được đăng ký cho một loại sợi tổng hợp aramid đanh, cứng. Được phát triển tại DuPont vào năm 1965. Đến đầu năm 1970, vật liệu cường độ cao này đã được sử dụng thương mại đầu tiên như là một giải pháp thay thế cho thép trong rất nhiều lĩnh vực.
Kevlar là một loại sợi có cấu trúc mạch dài và định hướng cao. Sợi Kevlar có độ bền gấp 5 lần thép nhưng cũng rất dẻo dai nên thường được sử dụng làm vật liệu chế tạo áo giáp chống đạn. Hiện nay, Kevlar có nhiều ứng dụng khác nhau, từ lốp xe đạp và đua, thuyền buồm, áo giáp, vì tỷ lệ sức bền kéo so với trọng lượng cao, mạnh hơn 5 lần thép trên cơ sở cùng trọng lượng. Kevlar cũng được sử dụng để làm cho các mặt trống hiện đại chịu được tác động cao. Khi được sử dụng như một vật liệu dệt, nó phù hợp cho các dây buộc tàu và các ứng dụng dưới nước khác.
Thuộc tính vật lý vật liệu Kevlar
Độ bền kéo: 2600-3700 MPa
Mô đun đàn hồi: 62-160 GPa
Đường kính: 10-12 micrômét
Mật độ: 1.45g/cm3
Giới hạn nhiệt độ: 204-2600C
Ưu điểm
1. Nó mạnh nhưng tương đối nhẹ. Độ bền khi kéo (kéo căng hoặc kéo giãn) của nó gấp 5-8 lần thép.
2. Không giống như hầu hết các loại vật liệu tổng hợp khác, nó không tan chảy. Nó chịu được nhiệt độ khá cao. Và chỉ bắt đầu tan chảy khi đạt đến 450oC (850oF). Kevlar có thể được đốt cháy. Nhưng quá trình cháy ngưng ngay khi nguồn nhiệt bị loại bỏ.
3. Nhiệt độ thấp cũng không ảnh hưởng đến Kevlar: Dupont nhận thấy ‘Không có sự hấp thụ hay suy thoái’ cho tới -196oC (-320oF)
4. Giống như các loại nhựa khác, việc tiếp xúc lâu với ánh sáng cực tím (ví dụ ánh sáng mặt trời) gây ra sự đổi màu và làm xuống cấp sợi Kevlar
5. Kevlar có thể chống nhiều loại hóa chất khác nhau. Tuy nhiên nếu tiếp xúc quá lâu với axit hoặc bazo mạnh sẽ làm nó bị yếu dần theo thời gian. Trong các thử nghiệm của DuPont, Kevlar vẫn ‘hầu như không thay đổi’ sau khi tiếp xúc với nước trong hơn 200 ngày và các đặc tính khác của nó hầu như không bị ảnh hưởng bởi độ ẩm.
Nhược điểm
Kevlar cũng có những nhược điểm của nó. Mặc dù có cường độ kéo rất cao nhưng nó có cường độ nén rất yếu (khả năng chống va đập hoặc ép). Đó là lý do vì sao Kevlar không được sử dụng thay thế thép làm vật liệu chính trong xây dựng tòa nhà, cầu và các cấu trúc cần chịu nén khác
