A poli (p-fenileno tereftalamida) ( PPD-T ) é um polímero termoplástico constituído por anéis aromáticos separados por grupos amida . Pertence à família das fibras das aramidas .
O PPD-T é comercializado com o nome comercial Kevlar . Esta última, como outras fibras têxteis , não faz parte dos plásticos .
Em 1964, Stephanie Kwolek foi contratada pela empresa Du Pont de Nemours para desenvolver um material que pudesse substituir o cabo de aço em pneus de automóveis. Junto com Herbert Blades, ela acabou criando acidentalmente Kevlar, uma fibra sintética que era cinco vezes mais forte que o aço e muito mais leve. Hoje, o Kevlar é usado em tudo, desde utensílios de cozinha até naves espaciais.
A empresa opta por chamar esse polímero de "Kevlar". Foi comercializado em 1971. Desde então, a patente expirou e surgiram produtos concorrentes como o Twaron da Teijin .
O Kevlar é uma fibra sintética que apresenta muito boas propriedades mecânicas de tração (resistência à tração de 3.100 MPa e módulo entre 70 e 125 GPa ) e fadiga. No entanto, não é tão eficiente quanto a fibra de carbono, que pode atingir uma resistência à tração de 7000 MPa (fibras de resistência muito alta) e um módulo de 520 GPa (fibras de módulo muito alto).
Kevlar possui uma rede de ligações de hidrogênio entre as cadeias poliméricas que lhe conferem grande rigidez.
A resistência à tração específica (relacionada à densidade) é maior do que a do aço , mas menor do que a das fibras de carbono ou Dyneema .
Devido à presença do grupo fenil na molécula PPD-T, não há rotação livre em torno da ligação carbono-nitrogênio , a conformação s-cis é impossível ( impedimento estérico ). A conformação s-trans é, portanto, a mais geralmente observada. As correntes são bem alinhadas, regulares e orientadas. Como resultado, o Kevlar é muito cristalino , o que explica sua rigidez ( E ) e resistência à quebra (σ).
Existem vários graus de Kevlar: Kevlar, Kevlar 52, Kevlar 49, etc.
Qualidades:
Padrões:
O PPD-T possui várias propriedades interessantes, como resistência ao calor (resiste a temperaturas de até 400 ° C , decompõe-se acima) , alongamento ou cisalhamento . Portanto, é usado em muitos campos onde essas características são procuradas:
Antes da década de 1970 , a maioria dos coletes à prova de balas eram feitos de aço, o que os tornava pesados e volumosos. O surgimento do Kevlar da empresa Du Pont permitiu o desenvolvimento de um novo tipo de colete à prova de balas flexível e muito mais leve, sendo esse material também mais resistente que o aço. No entanto, este material foi originalmente planejado para reforço de pneus e suas reais capacidades antibalísticas eram desconhecidas. O grande potencial desse novo polímero levou o American National Institute of Justice a realizar pesquisas divididas em quatro fases. O primeiro era testar a fibra de Kevlar para descobrir se ela poderia parar uma bala . A segunda era descobrir qual espessura de Kevlar era necessária dependendo da velocidade e tipo de projétil. Esta fase permitiu assim a criação do primeiro protótipo capaz de proteger contra as principais ameaças dos policiais da época, nomeadamente os calibres .38 Especial e .22 de Carabina Longa .
Em 1973, pesquisadores do Exército dos Estados Unidos Edgewood Arsenal desenvolveram uma armadura feita de sete camadas de Kevlar para testes de campo. Esses testes permitiram demonstrar a grande perda de resistência do Kevlar quando molhado ou exposto aos raios ultravioleta, inclusive pela simples exposição ao sol. Além disso, os agentes de limpeza a seco e os alvejantes também diminuíram as propriedades antibalísticas do Kevlar após vários usos. Para resolver esses problemas, os coletes à prova de balas agora são cobertos com um material à prova d'água, resistente a UV e agentes de limpeza.
A síntese de poli (p-fenilenotereftalamida) consiste da policondensação de p -fenilenodiamina (PPD) (ou seu cloridrato ) e de tereftaloílo cloreto , num solvente médio e uma temperatura muito baixa.