Kevlar® (DuPont™)

Kevlar^® (DuPont™)

Kevlar^® ist ein Markenname für eine para-Aramid-Synthetikfaser, die 1965 von der Chemikerin Stephanie Kwolek bei DuPont™ entwickelt wurde. Es wurde 1971 auf den Markt gebracht und hat seitdem dank seiner außergewöhnlichen Festigkeit, seines geringen Gewichts und seiner Hitzebeständigkeit eine breite Anwendung in der Industrie, im Schutz und im Sport gefunden.

Eigenschaften von Kevlar^®

• Zugfestigkeit: 20–21 cN/dtex
• Elastizitätsmodul: 3,6–4,1 GPa
• Relative Dichte: 1,44 g/cm³
• Dehnbarkeit: 2,8–4 %
• Temperaturbeständigkeit:
  • 10 % Festigkeitsabfall bei 160 °C (nach 500 h)
  • 50 % Abfall bei 260 °C (nach 70 h)
  • Sublimation bei 450 °C
• Stabilität bei kryogenen Temperaturen (–196 °C)
• Hohe Fähigkeit zur Absorption von Schlagenergie

Nachteile

• Empfindlichkeit gegenüber UV-Strahlung und Feuchtigkeit
• Ungeeignet für Druckbelastung
• Schwierige Verarbeitung (spezielle Scheren erforderlich)
• Schwierig zu färben

Herstellung und chemische Zusammensetzung

Kevlar^® wird aus p-Phenylen-Diamin und Terephthaloylchlorid synthetisiert. N-Methylpyrrolidon wird als Lösungsmittel und Calciumchlorid als ionische Komponente verwendet. Die resultierende Lösung wird durch Düsen gesponnen und in ein Koagulationsbad gezogen. Die Fasern werden bei Temperaturen von 300–400 °C getrocknet und gereckt.

Molekularformel: [-CO-C₆H₄-CO-NH-C₆H₄-NH-]ₙ

Laut der Definition der Federal Trade Commission (USA) müssen Aramidfasern mindestens 85 % peptidische Bindungen zwischen aromatischen Kernen enthalten.

Lieferformen

• Filament: 22–167 tex (Garn, Rovings)
• Kurzstapelfaser: 1,7 dtex (38–50 mm Länge)
• Gehacktes Material: 1–100 mm Länge

Anwendungen von Kevlar^®

• Ballistischer Schutz (Westen, Helme)
• Luft- und Raumfahrt – Flugzeug- und Raumfährenkonstruktionen
• Bremsen, Fahrwerke, Verstärkungen
• Telekommunikationskabel
• Sportausrüstung und Schuhe
• Automobilindustrie (Riemen)