Kevlar là gì? Ứng dụng của sợi kevlar trong công nghiệp ô tô

Kevlar là một sợi tổng hợp aramid có đặc tính cứng gấp 5 lần thép, chịu được va đập và được ứng dụng lần đầu tiên vào năm 1971.

1. Sợi kevlar là gì?

Kevlar là loại sợi tổng hợp được phát minh vào năm 1965 bởi Nhà Hóa học người Mỹ có tên Stephanie Kwolek. Tại thời điểm đó, Stephanie Kwolek và cộng sự muốn tìm ra loại vật liệu dùng cho lốp xe có đặc tính bền, nhẹ. Vì thế, các nhà khoa học đã tiến hành thử nghiệm với hai chất poly-p-phenylene-terephthalate và poly benzamide có trong kevlar. Kết quả nghiên cứu cho thấy chúng không bị đứt ra và có đặc tính khác hoàn toàn với nylon. Đây chính là dấu ấn mở đầu cho sự phát triển của sợi kevlar sau này.

Năm 1971, kevlar được giới thiệu rộng rãi trong ngành sản xuất ô tô. Sau đó đến năm 1980, loại vật liệu này tiếp tục được cải tiến bởi Tiến sĩ Jacob Larijani của Dupont.

Ưu điểm đầu tiên của sợi kevlar là khả năng chịu nhiệt tốt, cao nhất trên 450 độ C và thấp nhất là -196 độ C. Bên cạnh đó, kevlar còn giúp băng tải tăng tốc độ thông gió, giảm chi phí nhiệt. Đặc biệt, vật liệu này có khả năng chống ăn mòn hóa học, chống cháy, không độc hại và có nhiều đặc tính cơ học khác.

2. Quá trình sản xuất sợi kevlar

Sợi kevlar là sản phẩm của phản ứng ngưng tụ giữa chất 1,4-para-phenylenediamine và axit terephtalic. Khi các axit amin xuất hiện trên vòng thơm sẽ tạo ra cấu trúc dạng que có nhiệt độ chuyển đổi cao và độ hòa tan thấp. Những que này thường khó xử lý bằng các kỹ thuật kéo thông thường.

Do đó, các chuyên gia đã sử dụng kỹ thuật kéo sợi nóng chảy bằng cách dùng dung dịch PPD-T ép vào một trục quay và hút qua một khe hở không khí để tạo ra các dòng tinh thể lỏng. Sau đó, các tinh thể lỏng này được đi qua một máy làm mát bằng không khí để đông đặc thành dạng sợi.

Quá trình sản xuất kevlar rất tốn kém do những khó khăn phát sinh từ việc sử dụng axit sunfuric đậm đặc đến việc hình thành các chuỗi polymer. Hai chất này được kết nối với nhau thông qua liên kết phân cực để tạo nên các cấu trúc dạng sợi.

3. Ứng dụng sợi kevlar trong ngành công nghiệp ô tô

Bên cạnh khái niệm kevlar là gì thì tính ứng dụng của chúng cũng được nhiều người quan tâm. Sợi kevlar đã tạo ấn tượng khi thử nghiệm độ bền, chịu được nhiệt độ cao và thấp trong nhiều lĩnh vực, trong đó có ngành công nghiệp ô tô.

3.1. Ứng dụng của sợi kevlar làm vật liệu gia cố cho lốp xe ô tô

Sợi kevlar được sử dụng lần đầu trong lĩnh vực sản xuất ô tô vào năm 1971. Đến nay, kevlar đã trở thành vật liệu gia cố quen thuộc cho lốp xe ô tô, đặc biệt lốp xe trong giải đua F1. Với phương pháp tạo ra những lớp vật liệu có khả năng uốn dẻo, sợi kevlar làm giảm trọng lượng, tăng độ bền, chịu nhiệt khi ma sát với mặt đường. Hơn nữa, sợi kevlar còn giảm tỷ lệ thủng lốp, bốc cháy bình xăng khi va chạm ở tốc độ cao.

>> Xem thêm: Các loại lốp xe và cách lựa chọn loại lốp phù hợp

3.2. Ứng dụng sợi kevlar trong một số bộ phận khác của ô tô

Bên cạnh làm vật liệu gia cố cho lốp xe ô tô, sợi kevlar còn được ứng dụng trong sản xuất các chi tiết khác có ma sát và nhiệt độ cao như: má phanh, đệm phanh, bộ ly hợp. Thông thường, đệm phanh được làm từ gốm hoặc kim loại, nhưng sau một thời gian sử dụng, vì độ ma sát quá mạnh, tuổi thọ của phanh và các chi tiết khác bị giảm đáng kể. Do đó, sợi kevlar như vật liệu “cứu cánh” khi giúp phanh và bộ ly hợp kéo dài tuổi thọ.

Ngoài ra, trong quá trình nghiên cứu và phát triển, sợi kevlar còn được ứng dụng để:

• Dùng trong buồm đua.
• Là vật liệu quan trọng của áo chống đạn.
• Dùng làm đầu trống diễu hành hiện đại.
• Sử dụng cho dây neo và các ứng dụng dưới nước khác.
• Dùng trong băng tải hàng dạng lưới hở PTFE.

Với những thông tin trên, hy vọng chúng đã có thể trả lời cho câu hỏi kevlar là gì? Cùng với sự phát triển không ngừng về công nghệ, VinFast đã tung ra thị trường nhiều mẫu xe được đánh giá cao về tính bền bỉ trong vận hành như: VinFast Fadil, VinFast Lux A2.0, VinFast Lux SA2.0, VinFast President, VinFast VF e34. Quý khách hàng quan tâm các dòng xe của VinFast có thể liên hệ đăng ký lái thử miễn phí hoặc gọi qua hotline 1900 23 23 89 để được đội ngũ chuyên viên tư vấn thông tin cụ thể về sản phẩm.

* Thông tin trong bài viết mang tính chất tham khảo.