Kevlar

By   /  12. marta 2018.  /  Komentari su isključeni na Kevlar

Autor: Miroslav Kalanj

Kevlar je komercijalni naziv za poli(imino-1,4-fenileniminoteraftaloil), polimer iz grupe aromatskih poliamida, dobijen niskotemperaturnom polikondenzacijom polazeći od hlorida teraftalne kiseline i fenilen diamina.


Slika 1. Prikaz sinteze poli(imino-1,4-fenileniminoteraftaloila) – Kevlar-a

Kevlar je dobijen još sredinom prošlog veka u laboratorijama Du Ponta. U to vreme je najlon (alifatski poliamid) predstavljao vrhunsko dostignuće u izradi polimernih vlakana, ali je bilo potrebno razviti sintetsko vlakno koje će imati drastično veću zateznu čvrstoću (otpornost na kidanje) od najlona. Glavna pretpostavka je bila da se osnovni poliamidni lanac dodatno intermolekulski umreži, ali је bilo neophodno i bolje orijentisati polimerne lance. Da bi se to postiglo bilo je potrebno promeniti monomere kao i način polimerizacije.


Slika 2. Nadmolekulska struktura Kevlar-a

Za monomere pri izradi Kevlar-a izabrani su hlorid teraftalne kiseline i fenilen diamin, zbog svoje specifične para strukture (Slika 1.). Umesto kiseline se koristi njen hlorid, jer je sam diamin nedovoljno reaktivan u prisustvu dikiseline. Ali bitnije izmene su učinjene u samom procesu sinteze. Tokom 1960. Du Pont je razvio metod za dobijanje skoro savršenog polimera. Osnovni polimer je štapičaste strukture i ima para orijentisane supstituente na benzenovom prstenu. Proces dobijanja se odvija preko tečno-kristalnog stanja u rastvoru, što se ispostavilo da je bio ključni pomak u sintezi savršeno uredjenih polimera sa pravilnom orijentacijom makromolekulskih lanaca. Kao što se vidi na slici 2. orijentacija makromolekula u polimerizaciji tečno-kristalnih polimera je izuzetno visoka što utiče i na veliku zateznu čvrstoću vlakana koja se dobijaju pri ovakvoj polimerizaciji. Vlakna od Kevlar-a imaju zateznu čvrstoću znatno veću od čelika kao i od drugih inženjerskih polimernih materijala. Ovo je omogućilo neke, sasvim nove aspekte primene sintetskih makromolekula. Tako se danas, Kelvlar može pronaći u pancir košuljama i šlemovima, ali i odevnim predmetima za svakodnevnu upotrebu (Slika 3.). Kao što je gotovo neuništiv džins, Kevlar-om protkane pantalone čija je cena do 5 puta veća od klasičnog džinsa, ali su neuporedivo izdržljivije i dugotrajnije. Tako da Kevlar, iako star četrdesetak godina, je i dalje aktuelan i zanimljiv za široku primenu i za dalja istraživanja iz oblasti kompozitnih materijala.


Slika 3. Neke od mnogobrojnih primena Kevlar-a

Reference:

.   http://www2.dupont.com/Kevlar/en_US/assets/downloads/KEVLAR_Technical_Guide.pdf

.   http://www.kevlar.com

.   http://en.wikipedia.org/wiki/Kevlar

Slike su preuzete sa:

.   http://www.compacc.com/

.   http://www.latus-harley-davidson.com/

.   http://www.itechnews.net/

  


RSS
%d bloggers like this: