เคฟลาร์

เคฟลาร์ () เป็นเส้นใยสังเคราะห์ในกลุ่มอารามิด เคฟลาร์เป็นชื่อทางการค้าของดูปองท์ ขณะที่ชื่อทางเคมีคือ พอลิพาราฟีนิลลีน เทเรฟทาลาไมด์ (polyparaphenylene terephthalamide) เคฟลาร์ถูกคิดค้นในปี ค.ศ. 1965 โดยสเตฟานี ควอเลก นักเคมีของบริษัทดูปองท์ หลังทดลองกับสารพอลิ-พี-ฟีนิลลีน-เทเรฟทาเลตกับพอลิเบนซาไมด์จนได้สารละลายสีขุ่น ความหนืดต่ำ ก่อนนำไปเข้าเครื่องรีดแล้วพบว่าเส้นใยที่ได้ไม่ขาดง่ายเหมือนไนลอน เคฟลาร์ออกสู่ตลาดในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1970 ในฐานะวัสดุทดแทนเหล็กกล้าในยางรถแข่ง จากนั้นมีการพัฒนาเคฟลาร์จนได้ชนิดที่มีความเหนียวสูงสุดคือเคฟลาร์-149 ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1980

เคฟลาร์เป็นหนึ่งในอารามิด หรือพอลิเมอร์ที่มีวงแหวนอะโรมาติกเชื่อมกันด้วยพันธะเอไมด์ สาเหตุที่ทำให้เคฟลาร์มีความแข็งแรงคงทนมาจากพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล เสริมด้วยอันตรกิริยาแบบดึงดูดระหว่างวงแหวนอะโรมาติก เคฟลาร์สังเคราะห์ได้จากสารละลายที่ได้จากมอนอเมอร์พี-ฟีนิลลีนไดเอไมด์กับเทเรฟทาลอยล์คลอไรด์ผ่านปฏิกิริยาการควบแน่น เดิมดูปองท์ใช้เฮกซะเมทิลฟอสโฟเรไมด์เป็นตัวทำปฏิกิริยา แต่ภายหลังเปลี่ยนไปใช้สารละลายเอ็น-เมทิล-ไพร์โรลิโดนกับแคลเซียมคลอไรด์ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย เคฟลาร์มีหลายระดับ เช่น เคฟลาร์-149 ที่มีความเหนียวสูงสุด ใช้สำหรับการบินและอวกาศ, เคฟลาร์-129 ที่มีความเหนียวรองลงมา ใช้ในทางทหาร หรือเคฟลาร์-29 ที่ใช้ในทางอุตสาหกรรม เคฟลาร์ในรูปเส้นใยจะมีความแข็งแรงแรงดึงสูงสุดราว 3,620 เมกะปาสกาล (MPa) ค่ามอดุลัสของยังประมาณ 70.5–112.4 จิกะปาสกาล (GPa) และความหนาแน่นสัมพัทธ์ที่ 1.44 เคฟลาร์ทนความร้อนได้ถึงราว 450 °ซ ทนอุณหภูมิต่ำได้ถึง −196 °ซ และมีสภาพนำไฟฟ้าต่ำ อย่างไรก็ตาม เคฟลาร์ทนต่อแรงบีบอัดและแรงดึงตามขวางได้น้อย และมีคุณสมบัติเป็นไฮโกรสโคปิกหรือดูดซึม/ดูดซับน้ำ จึงไม่ทนต่อสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้น

เนื่องจากเคฟลาร์มีความแข็งแรงทนทานและน้ำหนักเบา จึงมีการนำมาใช้งานหลากหลาย เช่น ใช้ทำเสื้อเกราะกันกระสุนหรือชุดทนต่อความร้อนและการฉีกขาด ในทางกีฬาใช้ผลิตชุดนักแข่งจักรยานยนต์ ยางจักรยาน และเรือแคนูระดับแข่งขัน นอกจากนี้เคฟลาร์ยังนำมาใช้ทำชิ้นส่วนเครื่องบิน ชิ้นส่วนรถยนต์ ใยแก้วนำแสง อุปกรณ์ทนอุณหภูมิต่ำ หรือผสมกับสารอื่น ๆ เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ

อ้างอิง

แหล่งข้อมูลอื่น 
 
 
 

เส้นใยสังเคราะห์
พอลิเมอร์อินทรีย์
สิ่งประดิษฐ์ของสหรัฐ