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凯夫拉是什么?

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发表于 2018-11-20 10:00:48 | 显示全部楼层 |阅读模式 | 作者:未知

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凯夫拉诞生于20 世纪60 年代末,是一种新型高科技合成纤维,目前广泛应用于防弹产品领域,是理想的防弹材料之一。那么凯夫拉到底是什么样的材料,为何又有如此强大的防弹性能呢?平时又都有什么应用呢?下面我们就从凯夫拉的分子结构和防弹原理讲起。
1.   凯夫拉的分子结构
凯夫拉最早是由美国杜邦(DuPont)公司研制的一种芳纶纤维材料,其化学名为聚对苯二甲酰对苯二胺,是由对苯二胺和对苯二甲酰氯聚合而成的高分子聚合物。分子式为(C14H10O2N2)n,也就是说它是由重复单位彼此连接形成链状结构,这些链状结构之间又通过氢键相连形成网。
凯夫拉的分子结构决定了其具有很强的耐热性和阻燃性,熔点高达371度,此外其分子重量很轻,并且氢键、酰胺键以及亚胺键的紧密结合,使其具有很好的抗张性。
通常凯夫拉纤维的制造过程分为两个阶段:
1)        对二苯胺与对苯二甲酰氯缩聚成对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)。
2)        将聚合体溶解在溶剂中再进行纺丝,最终形成所需要的网状纤维材料。
1.   凯夫拉的防弹机理
正如前面所述,和陶瓷、金属等硬质防弹材料不同,凯夫拉由于分子中化学键的紧密结合使其具有超高的强度、良好的韧性和抗张性,因此在受到子弹冲击时,凯夫拉纤维会因为弹丸的拉伸和剪切而产生弹性形变,在此过程中子弹的能量被迫向冲击点以外的区域扩散,动能的损耗导致子弹的速度大大降低,最终被纤维网所拦截。凯夫拉在防弹领域的应用极大的提高了各种防弹产品的防护性能,同时很大程度上降低了防弹装备的重量,是防弹领域上的一大进步。
2.   凯夫拉的应用
凭借着良好的耐热性、抗张性以及高强度等优点,凯夫拉已经广泛的应用于各种日常生活产品以及防弹装备的制造上。比如我们生活方面经常用到的饮料吸管,安全手套;航空航天的降落伞绳、船舰用的缆绳;赛车服、消防员的隔热防护服;军事方面的防弹衣、防弹插板、防弹头盔等等。凯夫拉的应用极大的方便了我们的生活,推动了生产制造行业的进步。
但是芳纶也有两大致命的缺点:
1)      遇到紫外线会发生降解;
2)      易水解,即使是储存在干燥的环境中也会吸收空气中的水分逐渐发生水解。

因此一些芳纶产品不适宜长期在紫外线较强以及潮湿的环境中使用,这样会大大的降低其使用寿命。

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