Qué es el Kevlar

El kevlar es una fibra polimérica extremadamente dura y resistente. Con apenas 50 años de vida se ha consolidado como un material imprescindible en muchos artículos de protección. Su solidez frente a impactos y perforaciones han convertido a esta fibra en un material imprescindible para la fabricación de chalecos antibala o cascos para motos.

Desde esta Biblioteca de materiales de Servei Estació queremos explicarte qué es el kevlar. Hablaremos de la invención del material, de sus cualidades y también de los tipos de kevlar que existen. También repasaremos algunas de las numerosas aplicaciones que tiene este material.

DEFINICIÓN DEL KEVLAR

Kevlar es la marca registrada por parte de la empresa DuPont de esta fibra de aramida. Nos situamos, de nuevo, ante uno de esos casos en los que la marca acaba convirtiéndose en el nombre común del material.

El kevlar es una fibra polimérica que tiene en su estructura una resistencia casi total frente a muchos agentes externos. El nombre técnico es poliparafenileno tereftalamida.

Se trata de un material compuesto por monómeros de cloruro de tereftaloilo y p-fenilendiamina. La combinación de ambos se produce gracias a la intervención de un disolvente y un catalizador.

Como resultado se obtiene una cadena muy larga y sólida de átomos de nitógeno, carbono, oxígeno e hidrógeno. El gran número de enlaces entre las cadenas se organizan en líneas paralelas y muy juntas y casi inseparables que crean un material muy difícil de perforar o cortar.

Así pues, la solidez del kevlar y su fuerza de tensión supera en 10 la del acero con un peso muy similar. Además, la resistencia mecánica es extremadamente elevada.

INVENCIÓN DEL KEVLAR

La invención del kevlar hay que agradecérsela a la química Stephanie Kwolek. Esta científica estadounidense de origen polaco trabajaba en la empresa DuPont en la búsqueda de un material más resistente que el nylon.

Finalmente en 1965 creó el kevlar y la empresa empezó a comercializarlo en 1972. Posteriormente, en la misma línea DuPont creo el Nomex que combina en muchos productos con el kevlar.

Así pues el kevlar es una poliamida que se convirtió en uno de los productos estrellas de la marca. Hoy en día se comercializa en todo el mundo y sus propiedades mecánicas resultan muy útiles en múltiples sectores

CARACTERÍSTICAS DEL KEVLAR

Ya hemos comentado anteriormente que la solidez es una de las grandes propiedades del kevlar. Sin embargo, esta fibra sintética contiene más cualidades que la hacen todavía más interesante. Nos detenemos en algunas de las más significativas.

• Esta poliamida sintetizada tiene un grado de resistencia muy elevado que supera a otros materiales.
• La resistencia a la tracción se sitúa en 3,5 Gpa mientras que la del acero es de 1,5 Gpa.
• La elongación a rotura alcanza el 3,6% en el kevlar k29. Por su parte, la del tipo k49 se sitúa en el 2,4%.
• La tenacidad es de 50 MJ/m3 mientras que la del acero se queda en 6 MJ/m3.
• Las fibras de kevlar son muy resistentes al corte y, de hecho, es casi imposible perforar o cortar alguna pieza de este material.
• Frente al fuego también tiene un comportamiento muy seguro. Resiste a las llamas y a temperaturas que pueden alcanzar los 426 °C. Además, no se derrita ni genera goteo en llama.
• También soporta la acción de la mayoría de agentes químicos y corrosivos. No se deteriora con el contacto con aceites y disolventes.
• De igual forma, también resiste temperaturas muy bajas y no se degrada hasta los -196°C. Además, no pierde propiedades en ambientes rigurosamente fríos.
• Es un material extremadamente duro pero también muy ligero.
• Tiene una gran estabilidad dimensional.
• La conductividad térmica y la contracción térmica del kevlar son muy reducidas.
• Disipa muy rápido la energía de impacto y por esa razón se emplea en la fabricación de chalecos antibalas.

TIPOS DE KEVLAR

Hoy en día, existen 2 tipos de kevlar que se emplean en industria para la fabricación de distintos productos. Se trata del kevlar 29 y el kevlar 79.

• Kevlar 29

Este tipo de kevlar se presenta tal y como se obtiene tras la fabricación. Sus excelentes propiedades mecánicas influyen directamente en su uso como refuerzo en tiras. Esta clase de kevlar se utiliza en la fabricación de cables, ropa de protección y, por supuesto, chalecos antibalas.

• Kevlar 79

En este caso se utiliza para hacer material compuesto. A la poliamida se le añade resina para conseguir una termoplástico todavía más resistente. El producto final se emplea en la industria aeronáutica para la construcción de aviones. También para la fabricación de satélites. Finalmente el kevlar 79 es el material empleado en la fabricación de cascos de moto.

USOS DEL KEVLAR

Al tratarse de una fibra polimérica con tantas cualidades, su uso está muy extendido en la industria. Desde aquí vamos a repasar algunas de las utilidades más significativas.

• Material de protección. Desde luego, la resistencia del kevlar lo hace imprescindible en artículos protectores. Ya hemos apuntado la fabricación de chalecos antibalas y cascos de moto o del ejército. Además, también es ideal para guantes o botas.

También se fabrican monos o pantalones para moto, ropa militar o trajes ignífugos integrales para bomberos.

• Industria del automóvil. El kevlar también se utiliza para la fabricación de neumáticos. La razón es que se producen menos pinchazos y también un desgaste inferior. También se utiliza en las correas del motor y en algunas piezas que deben soportar temperaturas elevadas.
• Aeronáutica. Este material también se incluye en la fabricación de piezas ligeras para aviones. Está presente en el fuselaje y también en determinadas piezas del motor o en los neumáticos.
• Deportes. Esta poliamida es muy útil para la fabricación de kayaks y otro tipo de embarcaciones de recreo. También, se utiliza en velas náuticas, arneses y chalecos para deportes extremos.
• Otros sectores. El kevlar también está presente en la medicina donde se utiliza para coser heridas o como elemento de prótesis. Con este material se fabrican instrumentos musicales porque transmite el sonido de manera clara y potente. También se fabrican cables o tubos para instalaciones sometidas a condiciones extremas.