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O que é kevlar
Originalmente, o kevlar foi desenvolvido como um substituto para o aço em pneus radiais. Agora, aparece em uma ampla gama de aplicações, como pneus e roupas de proteção..
Primeira fibra orgânica com resistência à tração e módulo suficiente para ser usada em compósitos avançados, o kevlar foi criado pela DuPont em 1970 e a empresa detém a marca registrada do produto.
Originalmente, o kevlar foi desenvolvido como um substituto para o aço em pneus radiais. Agora, tem sido usado em uma ampla gama de aplicações, desde pneus de bicicletas, barcos e caiaques até linhas de ancoragem e outras aplicações subaquáticas, além de roupas estilo "armadura" para fins militares e de segurança.
Kevlar é uma aramida, um termo inventado como abreviatura de poliamida aromática. A composição química do kevlar é poli n-fenileno e é mais propriamente conhecido como uma para-aramida. Aramidas pertencem à família dos nylons. Nylons comuns, como nylon 6,6, não têm propriedades estruturais muito boas, de modo que a distinção de para-aramida é importante.
Fibra de kevlar é um composto tão resistente quanto a fibra de vidro
O anel de aramida Kevlar dá estabilidade térmica, enquanto que a estrutura lhe dá alta resistência e módulo. Tal como nylons, os filamentos de Kevlar são feitos por extrusão do precursor através de uma fieira. A forma de haste das moléculas de aramida e o processo de extrusão fazem as fibras Kevlar anisotrópica - elas são mais fortes e mais rígidas na direção axial do que na direção transversal. Em comparação, as fibras de grafite são também anisotrópicas, mas as fibras de vidro são isotrópicas.
Hoje, existem três tipos de Kevlar disponíveis: Kevlar 29, Kevlar 49, Kevlar e 149. Se você comprar tecido kevlar, o mais provável é Kevlar 49. O módulo de elasticidade e força de Kevlar 29 é aproximadamente comparável ao do vidro (S ou E), mas a sua densidade é quase metade da do vidro. Assim, em uma primeira observação, Kevlar pode ser substituído por vidro onde o peso mais leve for desejado. Kevlar 49 ou 149 pode reduzir ainda mais o peso se a maior força for relevante.
O que dá ao Kevlar sua alta resistência? O laboratório MicroWorlds fornece algumas pistas. Claro, a economia de peso tem um preço: a fibra kevlar é significativamente mais cara que a de vidro.
As aplicações do kevlar incluem desde a construção de barcos até equipamentos industriais de proteção
As vantagens do kevlar vão além peso e força. Como o grafite, que tem um coeficiente axial ligeiramente negativa de expansão térmica, os laminados Kevlar podem ser feitos para serem termicamente estáveis. Ao contrário de grafite, Kevlar é muito resistente ao impacto e à abrasão. Ele pode ser usado como uma camada protetora em laminados de grafite. Kevlar também pode ser misturado com grafite em tecidos híbridos para proporcionar resistência ao dano, aumento das estirpes finais e para evitar modos de falha catastróficos.
Como todas as coisas boas, Kevlar também tem algumas desvantagens. As próprias fibras absorvem a umidade, de modo que os compósitos de Kevlar são mais sensíveis ao ambiente do que o vidro ou materiais compósitos de grafite. Embora a resistência à tração e módulo sejam elevados, as propriedades de compressão são relativamente pobres.
Por fim, Kevlar é também muito difícil de cortar. Você vai precisar de tesoura especial para cortar tecido seco ou pré-impregnado e brocas especiais para furar laminados curados e o corte de laminados curados sem desgaste é muito difícil.