เคฟลาร์
เคฟลาร์ (อังกฤษ: Kevlar) เป็นเส้นใยสังเคราะห์ในกลุ่มอารามิด เคฟลาร์เป็นชื่อทางการค้าของดูปองท์ ขณะที่ชื่อทางเคมีคือ พอลิพาราฟีนิลลีน เทเรฟทาลาไมด์ (polyparaphenylene terephthalamide)[2] เคฟลาร์ถูกคิดค้นในปี ค.ศ. 1965 โดยสเตฟานี ควอเลก นักเคมีของบริษัทดูปองท์[3] หลังทดลองกับสารพอลิ-พี-ฟีนิลลีน-เทเรฟทาเลตกับพอลิเบนซาไมด์จนได้สารละลายสีขุ่น ความหนืดต่ำ[4] ก่อนนำไปเข้าเครื่องรีดแล้วพบว่าเส้นใยที่ได้ไม่ขาดง่ายเหมือนไนลอน เคฟลาร์ออกสู่ตลาดในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1970 ในฐานะวัสดุทดแทนเหล็กกล้าในยางรถแข่ง จากนั้นมีการพัฒนาเคฟลาร์จนได้ชนิดที่มีความเหนียวสูงสุดคือเคฟลาร์-149 ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1980[5]
| |
| |
| ชื่อ | |
|---|---|
| IUPAC name
Poly(azanediyl-1,4-phenyleneazanediylterephthaloyl)[1]
| |
| เลขทะเบียน | |
| เคมสไปเดอร์ |
|
| คุณสมบัติ | |
| [-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n | |
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa
| |
เคฟลาร์เป็นหนึ่งในอารามิด หรือพอลิเมอร์ที่มีวงแหวนอะโรมาติกเชื่อมกันด้วยพันธะเอไมด์ สาเหตุที่ทำให้เคฟลาร์มีความแข็งแรงคงทนมาจากพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล เสริมด้วยอันตรกิริยาแบบดึงดูดระหว่างวงแหวนอะโรมาติก เคฟลาร์สังเคราะห์ได้จากสารละลายที่ได้จากมอนอเมอร์พี-ฟีนิลลีนไดเอไมด์กับเทเรฟทาลอยล์คลอไรด์ผ่านปฏิกิริยาการควบแน่น เดิมดูปองท์ใช้เฮกซะเมทิลฟอสโฟเรไมด์เป็นตัวทำปฏิกิริยา แต่ภายหลังเปลี่ยนไปใช้สารละลายเอ็น-เมทิล-ไพร์โรลิโดนกับแคลเซียมคลอไรด์ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย[6] เคฟลาร์มีหลายระดับ เช่น เคฟลาร์-149 ที่มีความเหนียวสูงสุด ใช้สำหรับการบินและอวกาศ, เคฟลาร์-129 ที่มีความเหนียวรองลงมา ใช้ในทางทหาร หรือเคฟลาร์-29 ที่ใช้ในทางอุตสาหกรรม เคฟลาร์ในรูปเส้นใยจะมีความแข็งแรงแรงดึงสูงสุดราว 3,620 เมกะปาสกาล (MPa)[7] ค่ามอดุลัสของยังประมาณ 70.5–112.4 จิกะปาสกาล (GPa)[8] และความหนาแน่นสัมพัทธ์ที่ 1.44 เคฟลาร์ทนความร้อนได้ถึงราว 450 °ซ ทนอุณหภูมิต่ำได้ถึง −196 °ซ[9] และมีสภาพนำไฟฟ้าต่ำ[10] อย่างไรก็ตาม เคฟลาร์ทนต่อแรงบีบอัดและแรงดึงตามขวางได้น้อย และมีคุณสมบัติเป็นไฮโกรสโคปิกหรือดูดซึม/ดูดซับน้ำ จึงไม่ทนต่อสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้น[11]
เนื่องจากเคฟลาร์มีความแข็งแรงทนทานและน้ำหนักเบา จึงมีการนำมาใช้งานหลากหลาย เช่น ใช้ทำเสื้อเกราะกันกระสุนหรือชุดทนต่อความร้อนและการฉีกขาด ในทางกีฬาใช้ผลิตชุดนักแข่งจักรยานยนต์ ยางจักรยาน และเรือแคนูระดับแข่งขัน นอกจากนี้เคฟลาร์ยังนำมาใช้ทำชิ้นส่วนเครื่องบิน ชิ้นส่วนรถยนต์ ใยแก้วนำแสง อุปกรณ์ทนอุณหภูมิต่ำ หรือผสมกับสารอื่น ๆ เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ[12][13]
อ้างอิง แก้
- ↑ Mormann, Werner; Hellwich, Karl-Heinz; Chen, Jiazhong; Wilks, Edward S. (2017). "Preferred names of constitutional units for use in structure-based names of polymers (IUPAC Recommendations 2016)". Pure and Applied Chemistry. 89 (11): 1695–1736 [1732]. doi:10.1515/pac-2016-0502. S2CID 104022755.
- ↑ "The Myriad Uses of Stronger Than Steel Kevlar". Compound Interest. June 22, 2014. สืบค้นเมื่อ October 14, 2020.
- ↑ Mera, Hiroshi; Takata, Tadahiko (2000). "High-Performance Fibers". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a13_001. ISBN 978-3527306732.
- ↑ Stephanie Louise Kwolek Biography. Bookrags. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ June 29, 2011. สืบค้นเมื่อ May 24, 2009.
- ↑ https://digital.hagley.org/VID_2011320_B05_ID01
- ↑ Pushparaj, Maria Antoine; Fathima, Zeenath (January 2012). "Composite integrated Material of Al layers with Kevlar material and the specification test result" (PDF). ResearchGate. สืบค้นเมื่อ October 14, 2020.
- ↑ Quintanilla, J. (1990). "Microstructure and properties of random heterogeneous materials : a review of theoretical results". Polymer Engineering and Science. 39 (3): 559–585. doi:10.1002/pen.11446.
- ↑ DuPont (2001). "Kevlar Technical Guide": 9.
{{cite journal}}: Cite journal ต้องการ|journal=(help) - ↑ "How does Kevlar work?". Explain that Stuff. February 25, 2020. สืบค้นเมื่อ October 14, 2020.
- ↑ "Kevlar". ENGINEERING.com. October 17, 2006. สืบค้นเมื่อ October 14, 2020.
- ↑ Khusiafan, Firas J. (September 27, 2018). "Use of KEVLAR® 49 in Aircraft Components" (PDF). ResearchGate. สืบค้นเมื่อ October 14, 2020.
- ↑ "What is Kevlar? – Kevlar Uses, properties and processing". Materials Today. August 4, 2020. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2020-10-20. สืบค้นเมื่อ October 14, 2020.
- ↑ Concio, Chardynne Joy H. (March 18, 2019). "Kevlar: A Revolutionary Plastic". Science Times. สืบค้นเมื่อ October 14, 2020.
แหล่งข้อมูลอื่น แก้
วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อเกี่ยวกับ เคฟลาร์- เว็บไซต์ทางการ
- U.S. Patent 5,565,264
 | บทความวิทยาศาสตร์นี้ยังเป็นโครง คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยการเพิ่มเติมข้อมูล |