Altre fibre sintetiche

Nelle fibre sintetiche quelle che da più tempo dominano il mercato00 (nylon, polierstere, acrilico) sono considerate prodotti maturi e valutate alla stregua delle commodity per una produzione di massa.

Si sono però affacciate nuove fibre in genere per una produzione di nicchia

Fibre aramidiche

KELVAR

Struttura tridimensionale del Kevlar

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

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, per componenti per aeroplani e più recentemente per le vele degli scafi da competizione.

Storia

Inventato da Stephanie Kwolek mentre cercava una fibra resistente ed elastica per rimpiazzare la gomma degli pneumatici, 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 18 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 15:1 sull'acciaio (queste prestazioni sono riferite alla resistenza meccanica, ma non al logorio). È molto resistente anche alla temperatura.

Produzione

Fibre di kevlar

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

Elmetto in kevlar

Canoe in kevlar

Protezione

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 inerzia dei proiettili. Il tessuto in kevlar è tuttavia inefficace contro colpi penetranti quali quelli inferti da proiettili perforanti, ma anche da baionette o da coltelli. Per proteggere contro tali 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

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.
• per i serbatoi delle Formula 1. Esso è realizzato con due lamine di gomma, ovvero nitrato butadieno 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

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:

• Cordini per l'arrampicata e per la ritenuta di aquiloni giganti.
• Lenza nella pesca, soprattutto la parte finale (detto finalino) ove sono richiesti diametri ridotti. Usato per la pesca del siluro e dei grandi predatori.
• Alcune parti dell'equipaggiamento protettivo per la scherma, in accordo con le disposizioni della FIS.
• Rinforzi nell'abbigliamento tecnico per motociclisti. Ad esempio, Valentino Rossi utilizza delle tute con protezioni in kevlar alla caviglia, tibia e perone dopo l'infortunio al Mugello nel 2010.
• La corda negli archi e balestre moderni.