Kevlar on erittäin vahva ja kevyt polymeeri, joka tunnetaan myös nimellä para-aramidi. Se on tuotteena DuPontin laboratorioista 1960-luvulla syntynyt materiaali, joka nopeasti osoittautui monipuoliseksi ja ratkaisuksi useisiin haasteellisiin sovelluksiin. Kevlarin vahvuus ja kestävyys johtuvat sen ainutlaatuisesta molekyylirakenteesta, jossa pitkät polymeeri-ketjut ovat vahvasti sidoksissa toisiinsa vetypidoilla.
Tämän rakenteen ansiosta Kevlar kestää erittäin suuria vetomääriä ja on myös lähes leikkauskestävä. Materiaali on kuitenkin yllättävän kevyttä, mikä tekee siitä ihanteellisen materiaalin moniin sovelluksiin, joissa painosta halutaan tinkiä.
Kevlarilla voidaan valmistaa lukemattomia tuotteita ja rakenteita – luotisuojista lentokoneiden komponentteihin. Kevlar-vahvisteisia komposiittimateriaaleja käytetään myös autoteollisuudessa vahvistamaan auton koria ja parantaa sen törmäysturvallisuutta.
Kevlarin ominaisuudet:
Ominaisuus | Arvo | Yksikkö |
---|---|---|
Vetomurtojännitys | 2800–3500 | MPa |
Venymä murtuessa | 3-4 % | - |
Tilavuuspaino | 1.44 | g/cm³ |
Sulamispiste | > 500 | °C |
Kevlarin etuja ovat sen korkea vahvuus, alhainen tilavuuspaino ja erinomainen leikkauskestävyys. Lisäksi Kevlar on vastustuskykyinen kuumuudelle ja kemikaaleille.
Kevlarin sovellukset:
- Luotisuojat ja panssarit: Kevlarin korkea vahvuus ja kestävyys tekevät siitä ihanteellisen materiaalin luoteihin ja ammuksiin vastustamiseen.
- Lentokoneiden komponenttit: Kevlarilla vahvistetaan lentokoneen siipiä, rungon osia ja muita rakenteita, mikä vähentää painoa ja lisää kestävyyttä.
- Autoteollisuus: Kevlar-vahvisteisia komposiittimateriaaleja käytetään auton koria vahvistamaan ja parantaa törmäysturvallisuutta.
- Veneet ja purjehduslaitteet: Kevlarista tehdään veneiden runkoja ja purjeita, mikä lisää niiden nopeutta ja kestävyyttä.
Kevlarin tuotanto:
Kevlar syntetisoidaan polymeeraattiprosessilla. Tämän prosessin aikana p-fenyleenidiaamiini reagoidaan tereftaalihappoon muodostaen Kevlarin polymeeriä. Kevlar-kuidut valmistetaan sulattamalla polymeeri ja spinnaamalla se kuumassa tilassa.
Kevlarin tuotanto on erittäin tarkkaa ja vaatii suurta huolellisuutta, jotta saadaan aikaan materiaali, jonka ominaisuudet vastaavat odotuksia.
Kiintoisia faktoja Kevlarista:
-
Kevlar-kuidut ovat ohuempia kuin ihmisen hius.
-
Kevlarilla vahvistettu kengänpohja voi pysyä ehjänä kuumassa, terävässä esineessä – aivan kuten Batmanin!
-
Kevlar on myös käytetty musiikkiinstrumenttien teossa, erityisesti rumpujen kalvoissa, jotka ovat huomattavasti vahvempia ja kestävämpiä tavallisiin rumpukalvoihin verrattuna.
Kevlarin ominaisuudet ja monipuolisuus tekevät siitä erittäin arvokkaan materiaalin lukuisissa teollisuudenaloissa.