5. MATERIAL SINTENTICO: KEVLAR

5. MATERIAL SINTENTICO: KEVLAR

Kevlar es un polímero de tipo poliamida que se emplea en la elaboración de hilos con prestaciones de resistencia extraordinarias y cuya mecanización (rotura), resulta muy difícil. Su síntesis se lleva a cabo en una solución de N-metil-pirrolidona y cloruro de calcio, a través de una polimerización por pasos. Esta reacción se lleva a cabo a temperaturas bajas Su descubrimiento se lo debemos a la química polaco-estadounidense Stephanie Kwolek, que sintetizó por primera vez esta poliamida en 1965 El Kevlar tiene una serie de propiedades que la convierten en una fibra muy versátil. Las prendas elaboradas con hilo de Kevlar presentan gran resistencia ante impactos, absorbiendo a la perfección la energía del golpe. También son idóneas para resistir altas temperaturas. Por todo ello los tejidos de Kevlar son perfectos para la elaboración de prendas de protección, refuerzos o trajes ignífugos, entre otras muchas aplicaciones.

Rigidez

VENTAJAS DEL KEVLAR

El kevlar posee una excepcional rigidez para tratarse de una fibra polimérica. El valor del módulo de elasticidad a temperatura ambiente es de en torno a 80 GPa (kevlar 29) y 120 (kevlar 49).6 El valor de un acero típico es de 200 GPa. ➢ Resistencia

El kevlar posee una excepcional resistencia a la tracción, de en torno a los 3,5 GPa.6 En cambio, el acero tiene una resistencia de 1,5 GPa. La excepcional resistencia del kevlar, y de otras poliarilamidas similares, se debe a la orientación de sus cadenas moleculares, en dirección del eje de la fibra, así como a la gran cantidad de enlaces por puentes de hidrógeno entre las cadenas, entre los grupos amida (ver estructura).

Elongación a rotura El kevlar posee una elongación a rotura de en torno al 3,6 % (kevlar 29) y 2,4 % (kevlar 49).6

Tenacidad

La tenacidad (energía absorbida antes de la rotura) del Kevlar está en torno a los 50 MJ m-3, frente a los 6 MJ m-3 del acero.7 ➢ Propiedades térmicas El kevlar se descompone a altas temperaturas (entre 420 y 480 grados Celsius), manteniendo parte de sus propiedades mecánicas incluso a temperaturas cercanas a su temperatura de descomposición. El módulo elástico se reduce en torno a un 20 % cuando se emplea la fibra a 180 grados Celsius durante 500 h.6Esta propiedad, junto con su resistencia química, hacen del kevlar un material muy utilizado en equipos de protección.

DESVENTAJAS DEL KEVLAR

A pesar de su fuerza y resistencia, Kevlar también tiene algunas desventajas que limitan su eficiencia. Las fibras de Kevlar absorben rápidamente la humedad, lo que significa que es más sensible a su entorno que otros materiales. Aunque el Kevlar es fuerte y resistente a la tracción, su capacidad para hacer frente a la compresión es bastante pobre y puede ser difícil de cortar. Las tijeras hechas especialmente se requieren generalmente para cortar la tela seca y los laminados curados solo se pueden perforar con brocas hechas especialmente.

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