เคฟลาร์
เคฟลาร์ (อังกฤษ: Kevlar) เป็นเส้นใยสังเคราะห์ในกลุ่มอารามิด เคฟลาร์เป็นชื่อทางการค้าของดูปองท์ ขณะที่ชื่อทางเคมีคือ พอลิพาราฟีนิลลีน เทเรฟทาลาไมด์ (polyparaphenylene terephthalamide)[1] เคฟลาร์ถูกคิดค้นในปี ค.ศ. 1965 โดยสเตฟานี ควอเลก นักเคมีของบริษัทดูปองท์[2] หลังทดลองกับสารพอลิ-พี-ฟีนิลลีน-เทเรฟทาเลตกับพอลิเบนซาไมด์จนได้สารละลายสีขุ่น ความหนืดต่ำ[3] ก่อนนำไปเข้าเครื่องรีดแล้วพบว่าเส้นใยที่ได้ไม่ขาดง่ายเหมือนไนลอน เคฟลาร์ออกสู่ตลาดในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1970 ในฐานะวัสดุทดแทนเหล็กกล้าในยางรถแข่ง จากนั้นมีการพัฒนาเคฟลาร์จนได้ชนิดที่มีความเหนียวสูงสุดคือเคฟลาร์-149 ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1980[4]
| เคฟลาร์ | |
|---|---|
| |
| |
| เลขทะเบียน | |
| เลขทะเบียน CAS | [24938-64-5][CAS] |
| ChemSpider ID | |
| คุณสมบัติ | |
| สูตรเคมี | [-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n |
| หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa | |
| สถานีย่อย:เคมี | |
เคฟลาร์เป็นหนึ่งในอารามิด หรือพอลิเมอร์ที่มีวงแหวนอะโรมาติกเชื่อมกันด้วยพันธะเอไมด์ สาเหตุที่ทำให้เคฟลาร์มีความแข็งแรงคงทนมาจากพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล เสริมด้วยอันตรกิริยาแบบดึงดูดระหว่างวงแหวนอะโรมาติก เคฟลาร์สังเคราะห์ได้จากสารละลายที่ได้จากมอนอเมอร์พี-ฟีนิลลีนไดเอไมด์กับเทเรฟทาลอยล์คลอไรด์ผ่านปฏิกิริยาการควบแน่น เดิมดูปองท์ใช้เฮกซะเมทิลฟอสโฟเรไมด์เป็นตัวทำปฏิกิริยา แต่ภายหลังเปลี่ยนไปใช้สารละลายเอ็น-เมทิล-ไพร์โรลิโดนกับแคลเซียมคลอไรด์ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย[5] เคฟลาร์มีหลายระดับ เช่น เคฟลาร์-149 ที่มีความเหนียวสูงสุด ใช้สำหรับการบินและอวกาศ, เคฟลาร์-129 ที่มีความเหนียวรองลงมา ใช้ในทางทหาร หรือเคฟลาร์-29 ที่ใช้ในทางอุตสาหกรรม เคฟลาร์ในรูปเส้นใยจะมีความแข็งแรงแรงดึงสูงสุดราว 3,620 เมกะปาสกาล (MPa)[6] ค่ามอดุลัสของยังประมาณ 70.5–112.4 จิกะปาสกาล (GPa)[7] และความหนาแน่นสัมพัทธ์ที่ 1.44 เคฟลาร์ทนความร้อนได้ถึงราว 450 °ซ ทนอุณหภูมิต่ำได้ถึง −196 °ซ[8] และมีสภาพนำไฟฟ้าต่ำ[9] อย่างไรก็ตาม เคฟลาร์ทนต่อแรงบีบอัดและแรงดึงตามขวางได้น้อย และมีคุณสมบัติเป็นไฮโกรสโคปิกหรือดูดซึม/ดูดซับน้ำ จึงไม่ทนต่อสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้น[10]
เนื่องจากเคฟลาร์มีความแข็งแรงทนทานและน้ำหนักเบา จึงมีการนำมาใช้งานหลากหลาย เช่น ใช้ทำเสื้อเกราะกันกระสุนหรือชุดทนต่อความร้อนและการฉีกขาด ในทางกีฬาใช้ผลิตชุดนักแข่งจักรยานยนต์ ยางจักรยาน และเรือแคนูระดับแข่งขัน นอกจากนี้เคฟลาร์ยังนำมาใช้ทำชิ้นส่วนเครื่องบิน ชิ้นส่วนรถยนต์ ใยแก้วนำแสง อุปกรณ์ทนอุณหภูมิต่ำ หรือผสมกับสารอื่น ๆ เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ[11][12]
อ้างอิงแก้ไข
- ↑ "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. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 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 requires
|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. สืบค้นเมื่อ October 14, 2020.
- ↑ Concio, Chardynne Joy H. (March 18, 2019). "Kevlar: A Revolutionary Plastic". Science Times. สืบค้นเมื่อ October 14, 2020.
แหล่งข้อมูลอื่นแก้ไข
วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อเกี่ยวกับ เคฟลาร์- "Kevlar Aramid Fiber: Technical Guide" (PDF). DuPont.
บทความเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์นี้ยังเป็นโครง คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยเพิ่มข้อมูล ดูเพิ่มที่ สถานีย่อย:วิทยาศาสตร์