Ứng dụng của sợi Kevlar trong sản xuất Áo chống đạn

Thứ sáu - 30/08/2019 10:51
Cùng với sự phát triển nhanh, mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật và xu thế hợp tác hội nhập kinh tế thế giới, tình hình tội phạm đang có xu hướng diễn biến phức tạp với trình độ cao. Yêu cầu bức thiết đặt ra là việc bảo đảm an toàn cho các nhân viên an ninh.

       DuPont™ Kevlar là sợi Para- aramid (Polime thơm) sới có cấu tạo khác nhau và nó có các ứng dụng khác nhau. Dupont trong sợi Kevlar có cấu tạo là các sợi mặt cắt  gồm sợi hay tơ sợi, sợi filament liên tục, và các bìa cung cấp cấu trúc tạo ra giấy cơ học. Khi khách hàng dùng Kevlar nhằm nâng cao các tính năng và độ an toàn cho sản phẩm. Dupont cải thiện các tính năng cho kevlar Sợi DuPont™ Kevlar và filament có các loại khác nhau, mỗi loại có những đặc tính và tính năng khác. Thường thì người ta hay dùng Kelvar để ứng dụng
        Sợi Kevlar có độ bền tốt cùng với trọng lượng nhẹ giúp cải thiện các tính năng tốt trong việc tạo ra các sản phẩm đa dạng cho người tiêu dùng và các sản phẩm trong ngành công nghiệp.  Điều này được khám phá ra bởi nhà khoa học Dupont trong lĩnh vực dung dịch polime tinh thể lỏng vào năm 1965 và là cơ sở thương mại để điều chế ra sợi Kevlar® aramid.  Với trọng lượng nhẹ và linh hoạt, Kevlar đã được cải thiện trong 4 thập kỉ qua để cải tiến tạo ra mọi thứ để cứu sống hàng nghìn cuộc sống trên thế giới giúp cho các gia đình an toàn hơn.
Kevlar1. Khái quát về sợi
 Áo chống đạn đã chứng minh hiệu năng của nó, giúp cứu sống  hàng nghìn cán bộ thi hành luật pháp và các quân nhân trên thế giới. Sự phát triển của ngành dệt và sự ra đời của các loại sợi mới đã đem lại sự đa dạng cho mặt hàng này trong đó có sợi Kevlar.       
9
 
Khả năng chịu uốn vượt trội của Kevlar
 
           Kevlar tăng cường đặc tính chống rung
        Sợi Kevlar không có độ cứng cao như sợi carbon nhưng có có độ chống thủng tuyệt vời. Đây là loại sợi chống đạn dùng cho áo giáp và mũ cối quân đội. Dù có đặc tính siêu việt, Kevlar không phải toàn năng. Vì  là loại sợi thuộc họ amid, Kevlar dễ bị phân hủy khi với gặp nước hoặc thoái hóa khi tiếp xúc với tia tử ngoại.
          Kevlar duy trì sức mạnh và khả năng phục hồi của nó xuống tới nhiệt độ đông lạnh (-196 ° C); thực sự, nó là hơi mạnh hơn ở nhiệt độ thấp. Ở nhiệt độ cao hơn độ bền kéo là ngay lập tức giảm khoảng 10-20%, và sau một số giờ sức mạnh dần dần làm giảm hơn nữa. Ví dụ ở 160 ° C (320 ° F) về giảm 10% sức mạnh xảy ra sau 500 giờ. Tại 260 ° C (500 ° F) 50%, giảm mạnh xảy ra sau 70 giờ.
          Các thành phần cực tím của ánh sáng mặt trời và làm giảm phân hủy Kevlar, một vấn đề được gọi là tia cực tím suy thoái, và vì vậy nó ít được sử dụng ngoài trời mà không có bảo vệ chống lại ánh sáng mặt trời.
           Cũng như các sợi có độ bền cao khác ,độ bền cơ học của Kevlar phụ thuộc vào trọng lượng phân tử, mức độ tinh thể hóa và sự định hướng của phân tử. Ngoài ra độ bền cơ học của sợi còn còn phụ thuộc nhiều vào cấu trúc lớp lõi và lớp vỏ của sợi còn modul đàn hồi chủ yếu phụ thuộc vào sự định hướng của tinh thể và mức độ tinh thể của nhóm para.
           Sợi Kevlar có độ bền gấp 2 lần và modul gấp 9 lần sợi nylon. Theo khối lượng sợi Kevlar bền hơn cả thép. Hệ số giãn nở nhiệt thấp,tính ổn định nhiệt cao. Sợi có khả năng chịu nhiệt như sợi Amiang và cứng như sợi thủy tinh.
3. Ứng dụng của Kevlar trong sản suất áo chống đạn
 
8
 
         Là thành phần của áo giáp cá nhân như mũ bảo hiểm chiến đấu, mặt nạ đạn đạo, và đạn đạo áo. Mũ bảo hiểm PASGT và vest được sử dụng bởi lực lượng quân sự sử dụng Kevlar như một thành phần quan trọng. Các trang phục quân sự khác bao gồm khẩu trang chống đạn được sử dụng bởi lính gác và lót đập vụn sử dụng để bảo vệ các phi công lái chiếc xe bọc thép chiến đấu.           
 Các ứng dụng dân sự liên quan bao gồm các thiết bị bảo vệ khẩn cấp của dịch vụ nếu nó liên quan đến nhiệt độ cao (ví dụ, giải quyết một vụ cháy) áo giáp  như áo khoác cho các nhân viên cảnh sát, an ninh, cũng đều từ sợi Kevlar.
         Để chống lại được đạn, trước tiên phải hiểu cơ chế phá hủy của viên đạn. Để chống lại lực phá mạnh của viên đạn, vật liệu chống phải ngăn chặn được sự xuyên thủng và hấp thụ được toàn bộ năng lượng động học của đạn. Với cơ chế như thế, áo giáp phải có độ giãn, độ bền và tốc độ sóng ngang trong sợi cực cao để phân tán lực từ đầu đạn ra một diện tích lớn hơn. Nhưng để có thể mặc được và cơ động trong các hoàn cảnh cần vận động thì khối lượng của áo giáp đóng vai trò quan trọng. Vì vậy vật liệu có khối lượng riêng càng nhỏ nhưng độ bền, độ giãn dài và tốc độ sóng ngang càng cao thì sẽ cho chất lượng áo giáp càng tốt.Để làm được một chiếc áo giáp thành phẩm, phải qua nhiều công đoạn phức tạp. Cơ bản nhất là làm sao liên kết hàng trăm bó sợi để thành một thể thống nhất bền vững, sau đó qua một bể nhựa nhiệt dẻo, những tấm composite dẻo sẽ thành hình. Xếp vuông góc các tấm composite đó làm nên các lớp mỏng, ép nhiệt dán chúng lại với nhau để tạo thành một tấm gia cường - thành phần quan trọng nhất trong công năng chống đạn của áo giáp. Chỉ với tấm áo dệt trông dày hơn áo jean một chút, người mặc không bị đạn súng K59 sát thương. Khi thêm các tấm tăng cường, tùy từng loại sẽ bảo vệ được con người trước các loại súng bộ binh phổ biến như CKC, AK…
          Ma sát góp phần quan trọng để chống lại các tác động của đạn, do đó, cách bện sợi có vai trò đặc biệt. Nếu dệt quá chặt hoặc quá cứng, biến dạng của vật liệu sẽ bị hạn chế khi viên đạn xuyên tới nên dễ gây tác động xé rách tại điểm tập trung lực ở đầu đạn. Nhưng nếu lỏng hoặc quá mềm, đầu đạn sẽ dễ dàng đi qua bằng việc tách các lớp sợi ra.
       Sự ra đời và phát triển của sợi Kevlar đã hiện thực hóa giấc mơ của con người từ thời xa xưa về một sản phẩm có thể bảo vệ mình khỏi đạn đạo nhưng  nhẹ nhàng như quần áo bình thường. Aramide ngày càng được cải tiến với hi vọng cho ra đời những thế hệ sợi  Kevlar ưu việt hơn, từ đó sẽ có những sản phẩm áo chống đạn hay bất kì tính năng nào khác với giá rẻ, gần gũi với người tiêu dùng hơn.
2. Tính chất của sơi Kevlar
 

Nguồn tin: Bùi Thị Loan

Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá

Click để đánh giá bài viết
Nghiên cứu khoa học
Thống kê truy cập
  • Đang truy cập7
  • Hôm nay1,316
  • Tháng hiện tại33,482
  • Tổng lượt truy cập820,120
Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây