Kevlar® เส้นใยอเนกประสงค์ที่แข็งแกร่งยิ่งกว่าเหล็ก!

เคยได้ยินเรื่อง “แข็งแรงเท่าเหล็ก” มั้ย? ไม่ต้องไปหาซุปเปอร์แมนหรอก เพราะในโลกวัสดุวิศวกรรม มีสิ่งที่เรียกว่า Kevlar® ที่ตอบโจทย์ความแข็งแกร่งเกินคาดได้อย่างเหลือเชื่อ!

Kevlar® เป็นเส้นใยสังเคราะห์ประเภทaramid ซึ่งถูกพัฒนามาโดยบริษัท DuPont ในปี 1965 และได้รับการยอมรับว่าเป็นหนึ่งในวัสดุที่แข็งแรงที่สุดในโลก ความพิเศษของมันอยู่ที่โครงสร้างโมเลกุลที่มีพันธะไฮโดรเจนจำนวนมาก ทำให้ Kevlar® มีความต้านทานแรงดึงสูงสุดถึง 5 เท่า ของเหล็ก!

แต่จะใช้ Kevlar® ทำอะไรได้บ้าง?

คุณสมบัติเด่นของ Kevlar® ที่ทำให้มันกลายเป็น “ฮีโร่” ในวงการวัสดุ:

• ความแข็งแรงสูง: แน่นอนว่าจุดเด่นที่ไม่ต้องพูดถึง ความต้านทานแรงดึงของ Kevlar® ทำให้สามารถรับน้ำหนักได้อย่างมหาศาล และยังคงความแข็งแกร่งในสภาวะอุณหภูมิสูงอีกด้วย
• ความทนทานต่อการฉีกขาด: ไม่ว่าจะถูกเสียดสี หรือเจอกับแรงกระแทกอย่างรุนแรง Kevlar® ก็ยังคงรักษาสภาพและความสมบูรณ์ของมันได้ดีเยี่ยม
• น้ำหนักเบา: แม้จะมีความแข็งแรงที่เหนือชั้น แต่ Kevlar® ก็มีน้ำหนักเบากว่าเหล็กถึง 5 เท่า ทำให้เหมาะกับการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ที่ต้องการวัสดุที่มีทั้งความแข็งแรงและความคล่องตัว
• ทนต่อการเผาไหม้: Kevlar® มีคุณสมบัติทนไฟได้ดี จึงถูกนำมาใช้ในการผลิตเสื้อผ้ากันกระสุนและอุปกรณ์ป้องกันความร้อน

Kevlar® ในชีวิตประจำวัน: ใกล้กว่าที่คิด!

Kevlar® ไม่ใช่แค่ “ของเล่น” สำหรับนักวิทยาศาสตร์เท่านั้น มันถูกนำไปใช้งานจริงในหลากหลายด้าน และคุณอาจเคยเห็นหรือสัมผัสมันโดยไม่รู้ตัว!

• อุปกรณ์ป้องกัน:

  • เสื้อผ้ากันกระสุน: Kevlar® ถูกใช้เป็นวัสดุหลักในการผลิตเสื้อเกราะกันกระสุน ทำให้ทหารและเจ้าหน้าที่ตำรวจสามารถปฏิบัติหน้าที่อย่างปลอดภัย
  • หมวกนิรภัย: ในอุตสาหกรรมก่อสร้าง, อุตสาหกรรมหนัก และการแข่งขันกีฬา หมวกนิรภัยที่ทำจาก Kevlar® จะช่วยปกป้องศีรษะจากแรงกระแทก

• วัสดุในยานพาหนะ:

  • ยางรถยนต์: Kevlar® ถูกผสมผสานลงไปในยางรถยนต์เพื่อเพิ่มความทนทานและความปลอดภัย
  • ล้อรถจักรยาน: Kevlar® เป็นวัสดุที่นิยมใช้ในการผลิตล้อรถจักรยาน เนื่องจากมีความแข็งแรง ทนทาน และน้ำหนักเบา

• อุปกรณ์กีฬา:

  • ลูกเทนนิส: Kevlar® ทำให้ลูกเทนนิสมีความแข็งแรงและกระดอนได้ดีขึ้น
  • เรือคายัค: Kevlar® ถูกนำมาใช้ในการสร้างเรือคายัค เพื่อเพิ่มความทนทานและความคล่องตัว

การผลิต Kevlar® : สุดยอดแห่งวิศวกรรมเคมี

Kevlar® ถูกผลิตขึ้นจาก poly-paraphenylene terephthalamide (PPT) ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ประเภท aramid ผ่านกระบวนการที่เรียกว่า “spinning”

1. Polycondensation: สารตั้งต้น p-phenylenediamine และ terephthalic acid จะถูกทำปฏิกิริยา polycondensation เพื่อสร้าง PPT

2. Spinning: PPT ที่ละลายแล้วจะถูกปั่นเป็นเส้นใยผ่านหัวฉีดขนาดเล็ก

3. Drawing and Stretching: เส้นใย Kevlar® จะถูกยืดและดึงให้ยาวขึ้น ซึ่งทำให้เกิดการจัดเรียงโมเลกุลอย่างเป็นระเบียบและเพิ่มความแข็งแรงของเส้นใย

4. Finishing: เส้นใย Kevlar® จะถูกผ่านกรรมวิธี finishing เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติ เช่น ความนุ่ม ความมันวาว และการทอ

Kevlar® เป็นตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของการประยุกต์วิศวกรรมเคมีและวัสดุ เพื่อสร้างสรรค์นวัตกรรมที่ตอบโจทย์ความต้องการของโลกปัจจุบัน ด้วยความแข็งแรง ทนทาน และน้ำหนักเบา Kevlar® จะยังคงเป็น “ฮีโร่” ในวงการวัสดุต่อไปในอนาคต

ตารางเปรียบเทียบคุณสมบัติ Kevlar® กับวัสดุอื่น: