凯夫拉是什么？

投稿专栏 • 2023年8月13日 08:23 • 阅读 1658

凯夫拉诞生于20 世纪60 年代末，是一种新型高科技合成纤维，目前广泛应用于防弹产品领域，是理想的防弹材料之一。那么凯夫拉到底是什么样的材料，为何又有如此强大的防弹性能呢？平时又都有什么应用呢？下面我们就从凯夫拉的分子结构和防弹原理讲起。

1.凯夫拉的分子结构

凯夫拉最早是由美国杜邦(DuPont)公司研制的一种芳纶纤维材料，其化学名为聚对苯二甲酰对苯二胺，是由对苯二胺和对苯二甲酰氯聚合而成的高分子聚合物。其分子式为（C₁₄H₁₀O₂N₂）n，也就是说它是由重复单位彼此连接形成链状结构，这些链状结构之间又通过氢键相连形成网。

凯夫拉的分子结构决定了其具有很强的耐热性和阻燃性，熔点高达371度，此外其分子重量很轻，并且氢键、酰胺键以及亚胺键的紧密结合，使其具有很好的抗张性。通常凯夫拉纤维的制造过程分为两个阶段：

对二苯胺与对苯二甲酰氯缩聚成对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）。
将聚合体溶解在溶剂中再进行纺丝，最终形成所需要的网状纤维材料。

2.凯夫拉的防弹机理

正如前面所述，和陶瓷、金属等硬质防弹材料不同，凯夫拉由于分子中化学键的紧密结合使其具有超高的强度、良好的韧性和抗张性，因此在受到子弹冲击时，凯夫拉纤维会因为弹丸的拉伸和剪切而产生弹性形变，在此过程中子弹的能量被迫向冲击点以外的区域扩散，动能的损耗导致子弹的速度大大降低，最终被纤维网所拦截。凯夫拉在防弹领域的应用极大的提高了各种防弹产品的防护性能，同时很大程度上降低了防弹装备的重量，是防弹领域上的一大进步。

3.凯夫拉的应用

凭借着良好的耐热性、抗张性以及高强度等优点，凯夫拉已经广泛的应用于各种日常生活产品以及防弹装备的制造上。比如我们生活方面经常用到的饮料吸管，安全手套；航空航天的降落伞绳、船舰用的缆绳；赛车服、消防员的隔热防护服；军事方面的防弹衣、防弹插板、防弹头盔等等。凯夫拉的应用极大的方便了我们的生活，推动了生产制造行业的进步。但是芳纶也有两大致命的缺点：