Den poly (p-fenylentereftalamid) ( PPD-T ) er en polymer termoplastisk bestående av aromatiske ringer adskilt av grupper amid . Den tilhører familien av fibre av aramider .
PPD-T markedsføres under varenavnet Kevlar . Sistnevnte, som andre tekstilfibre , er ikke en del av plast .
I 1964 fikk Stephanie Kwolek i oppdrag av selskapet Du Pont de Nemours å utvikle et materiale som kunne erstatte stålledningen i bildekk. Sammen med Herbert Blades, endte hun opp ved et uhell å lage Kevlar, en syntetisk fiber som til slutt var fem ganger sterkere enn stål og mye lettere. I dag brukes Kevlar i alt fra kjøkkenredskaper til romskip.
Selskapet velger å kalle denne polymeren "Kevlar". Den ble markedsført i 1971. Siden den gang utløp patentet og konkurrerende produkter som Teijins Twaron dukket opp .
Kevlar er en syntetisk fiber som har veldig gode mekaniske egenskaper i trekkraft ( bruddstyrke på 3100 MPa og modul mellom 70 og 125 GPa ) og utmattelse. Imidlertid er det ikke så effektivt som karbonfiber som kan oppnå en strekkfasthet på 7000 MPa (fibre med høy styrke) og en modul på 520 GPa (fibre med veldig høy modul).
Kevlar har et nettverk av hydrogenbindinger mellom polymerkjedene som gir den stor stivhet.
Den spesifikke strekkfastheten (relatert til tetthet) er høyere enn for stål , men lavere enn for karbonfibre eller Dyneema .
På grunn av tilstedeværelsen av fenylgruppen i PPD-T- molekylet , er det ingen fri rotasjon rundt karbon-nitrogenbindingen , s-cis-konformasjonen er umulig ( sterisk hindring ). S-trans-konformasjonen er derfor den mest observerte. Kjedene er godt justert, vanlige og orienterte. Som et resultat er Kevlar veldig krystallinsk , noe som forklarer dens stivhet ( E ) og motstand mot brudd (σ).
Det er flere karakterer av Kevlar: Kevlar, Kevlar 52, Kevlar 49, etc.
Kvaliteter :
Standardverdier:
PPD-T har forskjellige interessante egenskaper, som motstand mot varme (tåler temperaturer opp til 400 ° C , den spaltes over) , forlengelse eller skjæring . Den brukes derfor på mange felt der disse egenskapene er ettertraktede:
Før 1970-tallet var de fleste skuddsikre vester laget av stål som gjorde dem tunge og store. Utseendet til Kevlar fra Du Pont- selskapet tillot utvikling av en ny type fleksibel og mye lettere skuddsikker vest, dette materialet var også mer motstandsdyktig enn stål. Dette materialet var opprinnelig ment for dekkarmering, og dets virkelige anti-ballistiske evner var ukjent. Det store potensialet med denne nye polymeren fikk American National Institute of Justice til å utføre forskning delt inn i fire faser. Den første var å teste Kevlar-fiber for å finne ut om den kunne stoppe en kule . Det andre var å finne ut hvilken tykkelse på Kevlar som var nødvendig, avhengig av hastighet og type prosjektil. Denne fasen muliggjorde dermed opprettelsen av den første prototypen som kunne beskytte mot de viktigste truslene til datidens politibetjenter, nemlig .38 Special og .22 Long Rifle kalibre .
I 1973 utviklet forskere ved den amerikanske hæren Edgewood Arsenal en kroppsrustning laget av syv lag Kevlar for feltprøving. Disse testene gjorde det mulig å demonstrere det store tapet av motstand av Kevlar når den var våt eller utsatt for ultrafiolette stråler, blant annet gjennom enkel eksponering for solen. I tillegg reduserte renserier og blekemidler også de antiballistiske egenskapene til Kevlar etter flere bruksområder. For å løse disse problemene er skuddsikre vester nå dekket av et vanntett, UV- og rengjøringsmiddelbestandig materiale.
Syntesen av poly (p-fenylentereftalamid) består av polykondensering av p- fenylendiamin (PPD) (eller dets hydroklorid ) og av tereftaloylklorid , i et løsningsmiddelmedium og ved veldig lav temperatur.