MATERIALES EMPLEADOS - KEVLAR

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El Kevlar® o poliparafenileno tereftalamida es una poliamida sintetizada por primera vez por la química Stephanie Kwolek en 1965, quien trabajaba para DuPont. La obtención de las fibras de Kevlar fue complicada, destacando el aporte de Herbert Blades, que solucionó el problema de qué disolvente emplear para el procesado. Finalmente, DuPont empezó a comercializarlo en 1972.

Tipos de fibras de Kevlar:

Kevlar 29: es la fibra tal y como se obtiene de su fabricación. Se usa típicamente como refuerzo en tiras por sus buenas propiedades mecánicas, o para tejidos. Entre sus aplicaciones está la fabricación de cables, ropa resistente (de protección) o chalecos antibalas.
Kevlar 49: se emplea cuando las fibras se van a embeber en una resina para formar un material compuesto. Las fibras de Kevlar 49 están tratadas superficialmente para favorecer la unión con la resina. El Kevlar 49 se emplea como equipamiento para deportes extremos, para altavoces y para la industria aeronáutica.

Esta poliamida contiene grupos aromáticos (se trata de una aramida) y hay interacciones entre estos grupos, así como interacciones por puentes de hidrógeno entre los grupos amida. Por estas interacciones, las fibras obtenidas presentan unas altas prestaciones al quedar perfectamente orientadas las macromoléculas en la misma dirección y muy bien empaquetadas.

La síntesis de este polímero se lleva a cabo a través de una polimerización por pasos a partir de la p-fenilendiamina y el dicloruro del ácido tereftálico.

El Kevlar se utiliza para hacer chalecos a prueba de balas y neumáticos de bicicleta resistentes a las pinchaduras. Las mezclas de Nomex y de Kevlar se utilizan para hacer ropas antiflama, motivo por el que lo emplean los bomberos.

El Kevlar es una poliamida, en la cual todos los grupos amida están separados por grupos para-fenileno. Es decir, los grupos amida se unen al anillo fenilo en posiciones opuestas entre sí, en los carbonos 1 y 4. El Kevlar es un polímero altamente cristalino. Llevó tiempo encontrar una aplicación útil para el Kevlar, dado que no era soluble en ningún solvente. Por lo tanto, su procesado en solución estaba descartado. No se fundía por debajo de los 500 ºC.

La fibra de carbono es generalmente más resistente que el Kevlar, o sea, puede soportar más fuerza sin romperse. Pero el Kevlar tiende a ser más duro. Esto quiere decir que puede absorber más energía sin romperse, más aún que la fibra de carbono.

Características del Kevlar

Alta fuerza extensible
Alargamiento bajo ó rigidez estructural
Conductividad eléctrica baja
Alta resistencia química
Contracción termal baja
Alta dureza
Estabilidad dimensional excelente
Alta resistencia al corte

Usos del Kevlar

El Kevlar ha desempeñado un papel significativo en muchos usos críticos:

Cuerdas, bolsas de aire en el sistema de aterrizaje del Mars Pathfinder
Cuerdas de pequeño diámetro
El blindaje antimetralla en los motores jet de avión, de protección a pasajeros en caso de explosión
Neumáticos funcionales que funcionan desinflados
Guantes contra cortes, raspones y otras lesiones
Kayaks con resistencia de impacto, sin peso adicional
Esquís, cascos y racquets fuertes, ligeros
Chaleco antibalas