Kevlar là gì? Top 3 ứng dụng độc đáo của sợi kevlar

Sợi kevlar là vật liệu đắt đỏ, có khả năng thay thế cho kim loại để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống. Tuy nhiên, không phải ai cũng biết kevlar là gì? đặc điểm của nó ra sao? những sản phẩm độc đáo nào được tạo ra từ loại sợi tổng hợp công nghệ cao này. Chính vì vậy, trong bài viết dưới đây, Phúc Bền sẽ mang đến những thông tin thú vị, giúp bạn giải đáp mọi thắc mắc.

Sợi kevlar là gì?

Kevlar là tên gọi của sợi tổng hợp para-aramid, liên quan đến các aramid như nomex, technora, được phát triển lần đầu tiên năm 1965 và đưa vào ứng dụng năm 1971 trong ngành sản xuất ô tô. Vật liệu này được sản xuất ở dạng sợi, se thành dây thừng, dệt thành tấm vải hoặc được sử dụng như một thành phần trong composite.

Ưu điểm của sợi kevlar

• • Sợi tổng hợp aramid có khả năng chịu nhiệt tốt, cao nhất lên đến 450 độ C, tương đương với 850 độ F và thấp nhất là -196 độ C, ứng với -320 độ F.
  • Bền, nhẹ, cứng hơn thép gấp 5 lần, chịu lực va đập tốt.
  • Có khả năng chống ăn mòn hóa học, chống cháy, không bị ảnh hưởng bởi độ ẩm.

Sợi tổng hợp para-aramid được đánh giá là vật liệu siêu bền, có khả năng ứng dụng trong ngành công nghiệp xe hơi, quốc phòng.

Nhược điểm của sợi kevlar

• • Mặc dù có cường độ kéo cao nhưng cường độ nén thấp.
  • Tiếp xúc lâu với tia cực tím có thể gây ra tình trạng xuống cấp và đổi màu.
  • Suy giảm chất lượng khi tiếp xúc nhiều với axit và bazơ.

Quá trình sản xuất sợi kevlar

Sợi kevlar là sản phẩm của sự kết hợp giữa 1.4-para-phenylenediamine cùng với axit terephtalic. Phản ứng ngưng tụ làm xuất hiện các axit amin trên vòng thơm, tạo ra cấu trúc dạng que có nhiệt độ chuyển đổi cao và mức hòa tan thấp.

Những que này được xử lý bằng kỹ thuật kéo sợi nóng chảy, sử dụng dung dịch PPD-T ép vào trục quay, rồi hút qua khe hở không khí để cho ra các dòng tinh thể lỏng. Những tinh thể này sau khi đi qua máy làm mát sẽ đông đặc thành dạng sợi.

Quy trình sản xuất sợi tổng hợp kevlar tương đối tốn kém vì những khó khăn từ việc sử dụng axit sunfuric đậm đặc, đến sự hình thành các chuỗi polymer. Đây cũng là lý do vì sao giá thành của chất liệu này tương đối cao hơn các loại sợi khác.

Top 3 ứng dụng độc đáo của sợi kevlar

Sợi kevlar cứng hơn thép gấp 5 lần, vô cùng bền bỉ khi chịu được nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp, chống rách, chống trầy xước hiệu quả nên được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đời sống. Ngoài làm trang phục chống cháy, mũ bảo hộ, găng tay chống đâm thủng, vật liệu này còn được dùng làm áo giáp chống đạn, lốp chống đạn cho các dòng xe đặc chủng. Hãy cùng Phúc Bền tìm hiểu top 3 sản phẩm độc đáo được tạo ra từ sợi tổng hợp aramid nhé!

Trong ngành công nghiệp ô tô

Kevlar được ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô từ những năm 1971. Theo thời gian, vật liệu này không ngừng được cải tiến để mang đến những giải pháp đảm bảo an toàn và gia tăng tốc độ cho xe đua công thức F1.

Ngoài làm vật liệu gia cố bình xăng, giúp giảm tỉ lệ đâm thủng và linh hoạt trong không gian hẹp, sợi kevlar còn vô cùng thành công khi ứng dụng ở lốp xe. Chúng được xếp lớp xen kẽ trong kết cấu chặt chẽ giúp lốp có độ bền, nhẹ, chịu được lực ma sát cao.

Bên cạnh đó, vật liệu này còn được sử dụng để sản xuất ống mềm trong hệ thống tản nhiệt. Nhờ các đặc tính nổi trội, ống mềm kevlar có khả năng ứng phó tốt với nhiệt độ cao, không bị tác động bởi hóa chất.

Sợi tổng hợp aramid dùng làm má phanh, đệm phanh, bộ ly hợp, giúp các chi tiết này kéo dài tuổi thọ. Đối với dòng xe quân sự hạng nhẹ và xe hơi hạng sang, kevlar được dùng để sản xuất vỏ chống đạn, hạn chế sự tác động từ vũ khí tấn công như súng trường.

Sản xuất đồ bảo hộ

Sợi kevlar được dùng làm vật liệu sản xuất đồ bảo hộ (PPE) như: trang phục chống cháy, miếng lót chống đinh trong giày, đặc biệt là găng tay chống cắt, chống mài mòn. Trên thị trường, sản phẩm này có rất nhiều loại, phổ biến nhất là: găng tay ansell activarmr 43 – 113, găng tay ansell 70 – 340.

Găng tay kevlar có thiết kế linh hoạt cùng đặc tính bền, nhẹ, thấm hút mồ hôi, chống cắt, chống mài mòn, chịu được nhiệt độ cao, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

Trong lĩnh vực quân sự

Bền, nhẹ, cứng hơn thép, lại chịu được nhiệt độ cao, không bị mài mòn, đâm thủng, kevlar trở thành vật liệu được ứng dụng trong lĩnh vực quân sự như: sản xuất lốp chống đạn, vỏ chống đạn cho các loại xe đặc chủng, áo giáp chống đâm thủng, trang phục chống cháy cho lính cứu hỏa, lót giày chống đinh…

Thay lời kết

Tương tự như sợi carbon, sợi kevlar cũng được đánh giá là vật liệu siêu bền, có nhiều ứng dụng tiêu biểu trong đời sống. Thông qua bài viết này, Phúc Bền mong rằng, các bạn sẽ có thêm nhiều kiến thức bổ ích để phân biệt các loại sợi, từ đó chọn ra sản phẩm phù hợp, mang lại hiệu quả cao.