凯夫拉纤维是强度、耐用性和防护性的代名词,这种材料彻底改变了军事、航空航天和体育用品等多个领域。但这种“超级面料”究竟是由什么制成的?其惊人的强度重量比使其强度是钢的五倍,其背后有什么秘密?
凯芙拉纤维是复杂、严格控制的制造工艺的最终产品。它来自一种名为芳纶的合成纤维,芳纶一词源于“芳香族聚酰胺”。这种高性能材料是长链合成聚合物的产物,与尼龙类似,但具有独特的特性,使其与众不同。
芳纶纤维是凯夫拉纤维的组成部分,通过一种称为湿纺的工艺生产而成。该工艺涉及将聚合物聚对苯二甲酰胺溶解在化学溶剂中。然后将所得溶液通过喷丝头挤出以形成纤维,然后对纤维进行化学处理并纺成纱线。这些纱线随后被编织成我们今天所熟知的凯夫拉纤维。
凯芙拉纤维超强强度的秘密在于其分子结构。芳族聚酰胺纤维的特点是分子间有很强的键,这些键与纤维方向平行排列。这些键被称为氢键,是这种材料具有高抗拉强度的原因。此外,聚合物链中的芳香环有助于提高织物的热稳定性和抗变形性。
虽然 Kevlar 的成分和制造工艺看似复杂,但正是这些复杂性赋予了它独特的特性:强度高、重量轻、耐热、耐切割和耐磨损。难怪 Kevlar 面料被用于防弹背心、防火装备、防切割手套和各种其他防护应用。