Kevlar

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La struttura chimica del kevlar. In grassetto: l'unita di monomero. Tratteggiati: i legami idrogeno.
Struttura tridimensionale del Kevlar

Il kevlar è una fibra sintetica aramidica inventata nel 1965 dalla DuPont.[1][2] La sua caratteristica principale è la grande resistenza meccanica alla trazione, tanto che a parità di peso è 5 volte più resistente dell'acciaio. [3]

Il kevlar possiede anche una grande resistenza al calore e alla fiamma. Per le sue caratteristiche di resistenza viene utilizzato come fibra di rinforzo per la costruzione di giubbotti antiproiettile, di attrezzature per gli sport estremi e per componenti usati in aeroplani, imbarcazioni e vetture da competizione.

Storia[modifica | modifica sorgente]

Inventato da Stephanie Kwolek mentre cercava una fibra resistente ed elastica per rimpiazzare la gomma degli pneumatici[4], il kevlar è stato brevettato dalla DuPont nel 1973.

Nel corso degli anni, questo tipo di fibra sintetica ha ricevuto miglioramenti notevoli in termini di resistenza meccanica. Fin dall'inizio essa si dimostrò promettente, con una resistenza di oltre 2 volte rispetto all'acciaio, a parità di massa. Con il tempo si è arrivati a prodotti ancora più resistenti, che offrono un rapporto di almeno 5:1 sull'acciaio (queste prestazioni sono riferite alla resistenza meccanica, ma non al logorio). È molto resistente anche alla temperatura.

Produzione[modifica | modifica sorgente]

Fibre di kevlar
Kevlar chemical synthesis.png

Il kevlar si ottiene per condensazione in soluzione a partire dai monomeri 1,4-fenilendiammina (para-fenilendiammina) e cloruro di tereftaloile. Come sottoprodotto di reazione si ottiene acido cloridrico.

Utilizzi[modifica | modifica sorgente]

Elmetto in kevlar
Canoe in kevlar

Protezione[modifica | modifica sorgente]

Uno degli utilizzi più noti del kevlar è nei giubbotti antiproiettile. La sua elevata resistenza viene utilizzata in tali giubbetti per assorbire, tramite deformazione plastica, l'elevata energia cinetica dei proiettili. Di questo materiale sono costruiti anche alcuni elmetti militari, ad esempio il Lightweight Helmet dei Marines

Sempre in ottica di protezione personale, il kevlar viene utilizzato in alcuni capi antinfortunistici da lavoro.

Il tessuto in kevlar è tuttavia inefficace contro corpi perforanti quali baionette o da coltelli, o dai colpi di proiettili perforanti. Per proteggere da questo tipo di attacchi, al tessuto in kevlar vengono aggiunti pannelli metallici in lega leggera. La combinazione di kevlar e leghe leggere è utilizzata anche come protezione per veicoli e macchine ove sia presente una limitazione sul peso, ad esempio sugli elicotteri corazzati. In tale ambito, oltre al kevlar, si utilizzano altre fibre sintetiche quali il meno famoso nomex o la fibra di carbonio.

Automobilismo[modifica | modifica sorgente]

Data la leggerezza e le altre qualità è molto utilizzata nelle auto e moto da corsa, ad esempio:

  • come elemento strutturale, nel telaio o nella carrozzeria;
  • per le cinghie di distribuzione;
  • nelle tubazioni dei freni a disco per evitare il rigonfiamento del tubo in presenza di pressione, migliorando la precisione e la potenza del sistema frenante;
  • nell'intelaiatura di alcuni pneumatici ad alte prestazioni, ad esempio quelli utilizzati nella Formula 1;
  • nei serbatoi del carburante delle vetture di Formula 1. Esso è realizzato con due lamine di gomma, ovvero gomma nitrilica per quella interna e kevlar rinforzato tramite precisi trattamenti per quella esterna. Questo permette al serbatoio di comportarsi come una sacca, cioè deformarsi senza subire pericolose crepe o rotture.

Le fibre aramidiche, per il loro ottimo comportamento al calore, sono inoltre utilizzate per le carcasse di rinforzo di pneumatici speciali.

Attrezzi sportivi[modifica | modifica sorgente]

L'elevatissima resistenza meccanica specifica lo rendono ideale per la realizzazione di molti attrezzi sportivi, anche se il costo lo relega tipicamente ai livelli agonistici. Alcuni esempi:

Altri usi[modifica | modifica sorgente]

Nella fiction[modifica | modifica sorgente]

  • Il kevlar è il materiale di cui è fatto il costume di Batman, sia nei fumetti, sia nei film Batman Begins e Il Cavaliere Oscuro.
  • La corazza di Robocop, il poliziotto cyborg dei film omonimi, è realizzata in un'immaginaria lega di kevlar e titanio.
  • Altri personaggi dei fumetti quali il Punitore e Kick-Ass vestono giubbotti antiproiettili in kevlar.
  • Nella terza stagione del telefilm Heroes Il fratello di Renè l'haitiano ha questo potere: il kevlar body gli conferisce una resistenza sovrumana, tanto da essere considerato un dio dalla gang di cui è a capo.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Stephanie Kwolek,Hiroshi Mera and Tadahiko Takata “High-Performance Fibers” in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. DOI: 10.1002/14356007.a13_001
  2. ^ What is Kevlar, DuPont. URL consultato il 28 marzo 2007.
  3. ^ Five times stronger than steel - the safety material that revolutionized safety materials. URL consultato il 21 settembre 2007.
  4. ^ WebCite query result
  5. ^ Nuovo MOTOROLA RAZR, Motorola. URL consultato il 26 gennaio 2012.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

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