Kevlar

Vật liệu Kevlar là gì?

Kevlar là nhãn hiệu được đăng ký cho một loại sợi tổng hợp aramid đanh, cứng và được nhiều người biết tới với ứng dụng gia cố nhựa tổng hợp trong áo chống đạn hoặc dụng cụ hộ thân. 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 lốp xe đua.

Cấu trúc hóa học

Công thức phân tử :  [-CO-CO-C₆H₄-CO-NH-C₆H₄-NH-]_n

Thuộc tính vật lý vật liệu Kevlar

Ưu điểm

Đây là một số thuộc tính nổi bật của Kevlar:

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 450^oC (850^oF). 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 -196^oC (-320^oF)
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

Xem thêm: Test độ bền của Kevlar với Thép

Ứng dụng

Chính vì những tính chất trên. Hiện nay, ngoài việc được dùng làm áo chống đạn, Kevlar còn hiện diện ở khắp nơi trên thế giới với nhiều ứng dụng khác nhau. Nhờ sức bền kéo so với trọng lượng cao, mạnh hơn 5 lần thép trên cơ sở cùng trọng lượng.

Kevlar có thể được sử dụng trong lốp xe, giày cho lính cứu hỏa, gậy khúc côn cầu, găng tay bắt dao, cáp quang, nệm chống cháy, bọc thép cho xe hơi và được dùng làm vật liệu để sản xuất cano.

Ngoài ra, Kevlar còn được dùng làm vật liệu xây dựng cho các công trình có khả năng chống đạn, bom. Người ta còn dùng Kevlar để xây dựng các căn phòng an toàn trong nhà nhằm chống lại mưa, bão,… Thậm chí, Kevlar còn được sử dụng để tăng cường khả năng chịu tải cho những công trình cầu đường.

Ứng dụng trong miếng lót chống đinh ở giày bảo hộ

Ngày nay, đối với một số model giày bảo hộ cao cấp. Thay vì dùng mũi chống dập ngón và lớp lót chống đâm xuyên bằng thép, giày bảo hộ thể thao thường sử dụng bộ đôi thần thánh “mũi Composite + lớp lót Kevlar” để thay thế.

Mũi giày (toecap) bằng Composite

Composite là loại vật liệu tổng hợp từ nhiều nguồn khác nhau, chủ yếu từ các thành phần phi kim để đạt tính chịu lực cao, khó biến dạng khi có tác động ngoại lực như Thép. Ngoài lợi thế về trọng lượng nhẹ, mũi giày Composite còn không chứa kim loại (metal-free) nên ưu tiên phù hợp với những môi trường đòi hỏi tính phi kim (như sân bay).

Giày bảo hộ SAFETY JOGGER RAPTOR S1P sử dụng bộ đôi mũi Composite và lớp lót Kevlar

Kết hợp với lót chống đinh bằng Kevlar

…Với những ưu điểm kể trên, những đôi giày bảo hộ sử dụng bộ đôi: mũi Composite + tấm lót Kevlar không chỉ an toàn hơn so với sử dụng chất liệu Thép, bạn còn tận hưởng những trải nghiệm tuyệt vời khi giày NHẸ, linh hoạt và ÊM ái hơn hẳn.