Kevlar

Firmu založil 19. júla 1802 Irénée du Pont ako malú továreň zaoberajúcu sa výrobou trhavín. V súčasnosti tvorí širokú paletu produktov firmy potraviny, elektronika, farby, plasty a mnoho ďalších. Svetovú slávu získali firme patenty na materiály ako Nylon, Teflon, Lycra alebo Kevlar. Centrála firmy DuPont sídli vo Wilmingtone v štáte Delaware. Skupina mala v roku 2006 ročný obrat okolo 29 miliárd dolárov a celosvetovo zamestnáva približne 60 000 pracovníkov. Molekulárny vzorec kevlaru je [-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n.

Kevlar sa používa všade tam, kde je potreba mimoriadne vysokej pevnosti a výnimočnej tepelnej odolnosti. Z kevlaru sa vyrábajú napr. časti lietadiel a raketoplánov, časti bŕzd a podvozkov, nepriestrelné vesty, topánky proti nášľapným mínam, prevodové remene, optické a telekomunikačné káble, ochranné prilby, rôzne druhy športového vybavenia a celá rada ďalšieho.

Kevlar má veľmi dobrú odolnosť voči vysokým teplotám, zachováva si svoju pevnosť a pružnosť aj ku kryogenickým teplotám (-196 °C); dokonca je o niečo pevnejší pri nízkych teplotách. Pri vysokých teplotách je pevnosť v ťahu znížená o 10-20%, a už po niekoľkých hodinách sa pevnosť naďalej znižuje. Napríklad pri 160 °C sa zníženie pevnosti o 10% prejaví po 500 hodinách. Pri 260 °C sa zníženie pevnosti o 50% prejaví po 70 hodinách. Pri teplote 450 °C kevlar sublimuje. Ultrafialová zložka slnečného žiarenia degraduje a rozkladá Kevlar, vďaka čomu je zriedka používaný v outdoorových aplikáciách bez ochrany pred slnečným svetlom. K nevýhodám patrí malá odolnosť proti ultrafialovému žiareniu a vlhku a obtiažna barvitelnost.

Vznik kevlaru udáva veľa zdrojov rôzne. O vznik kevlaru sa zaslúžila Stephanie Kwolek, výskumná vedkyňa laboratórie DuPont v roku 1965 spriadaním vlákien kvapalného kryštalického roztoku. V roku 1970 Herb Blades vymyslel spôsob pletenia dutého vlákna z kevlaru a o rok neskôr nastala hromadná výroba. Pôvodne kevlar slúžil ako náhrada oceľových výstuží pneumatík.

Polymér z iónovej zložky (CaCl2), ktorá sa viaže na vodíkové mostíky a z organického rozpúšťadla (N-metylpyrolidon). Zlúčenina sa zvlákňuje cez trysku, vlákna potom stuhnú pri priechode spriadacích kúpeľov, suší sa a louží pri teplote 300-400 °C. Výroba kevlaru je nákladná vďaka ťažkostiam spojeným s použitím koncentrovanej kyseliny sírovej, ktorá je potrebná na to, aby udržala vodou nerozpustný polymér v roztoku v priebehu syntézy a súkania.

Podľa Federálnej obchodnej komisie (The US Federal Trade Commission) je aramidové vlákno definované ako "vlákno vyrobené z polyamidu s dlhým uhľovodíkovým reťazcom, ktorého aspoň 85% peptidických väzieb spájajú dve aromatické jadrá". Vyrába sa navíjaním pevného vlákna z kvapalného roztoku, čo je umožnené iónovou zložkou reakčnej zmesi (chlorid vápenatý), ktorá sa viaže na vodíkové mostíky amidovej skupiny, a voľbou organického rozpúšťadla (N-metylpyrolidón). Výsledkom je materiál s vlastnosťami tekutého kryštálu s polymérovými reťazcami orientovanými v smere vlákna.