關(guān)于凱夫拉
凱夫拉（Kelvar）是美國杜邦公司用于其芳香聚酰胺纖維（簡稱“芳綸”）產(chǎn)品上的注冊商標，該種纖維于1965年推出，發(fā)明者是波蘭裔美國女化學家的斯蒂芬妮·克沃勒克（Stephanie Kwolek）。20世紀70年代初，這種高強度的材料被首次用在商業(yè)用途上，用于替代賽車輪胎中的部分鋼材，后來被用于制造防彈背心。
凱夫拉具有優(yōu)越的高強度性能，它不會像鋼鐵一樣與氧氣和水發(fā)生銹蝕，所以，凱夫拉現(xiàn)在被廣泛用在多個領(lǐng)域，如船體、飛機、自行車輪胎、軍用鋼盔、防彈背心等。凱夫拉具有極佳的抗撕拉性能，其強度為同等質(zhì)量鋼鐵的5倍，而密度僅為鋼鐵的五分之一左右（凱芙拉密度為每立方厘米1.44克；鋼鐵密度為每立方厘米7.859克）。鑒于此，它也被用于制造可以承受高沖擊的鼓面。當作為一種編織材料使用時，凱夫拉又可以作為水下系泊纜繩使用或用于其他水下作業(yè)。
在20世紀70年代，Akzo發(fā)明了一種與凱夫拉相似的名叫Twaron（特威?。┑睦w維，兩者的化學結(jié)構(gòu)大致相同，此纖維于1986年開始進行商業(yè)生產(chǎn)，Teijin（帝人）是Twaron現(xiàn)在的制造商。
歷史
聚對苯二甲酰對苯二胺（Poly-paraphenylene Terephthalamide）是凱夫拉品牌的材料原名，凱夫拉是由波蘭裔美國女化學家斯蒂芬妮·克沃勒克（Stephanie Kwolek）在杜邦公司工作期間發(fā)明的。1964年，她的團隊在尋找一種輕量級新型強力纖維用于制作輪胎，當時她一直使用的是聚合物材料，但制作過程中意外地合成了一種獨特的質(zhì)地輕薄的乳狀溶液。
凱夫拉發(fā)明者：波蘭裔美國女化學家斯蒂芬妮·克沃勒克（Stephanie Kwolek）
該溶液“渾濁，攪拌時呈乳白色，粘度低”通常會被扔掉，但Kwolek說服了一位負責運行噴絲頭的技術(shù)人員Charles Smullen，協(xié)助她一起把這種溶液放進了噴絲頭中。測試的結(jié)果令人驚訝，纖維并沒有像尼龍那樣斷裂。Kwolek的導(dǎo)師和實驗室主任意識到這一意外發(fā)現(xiàn)的意義和重要性，認識到高分子化學一個新的領(lǐng)域?qū)⒀杆倥d起。到1971年，現(xiàn)代凱夫拉纖維問世。然而，Kwolek并沒有參與凱夫拉應(yīng)用領(lǐng)域的研發(fā)。
凱夫拉纖維的特性
1.永久的耐熱阻燃性。
2.永久的抗靜電性。
3.永久的耐酸堿和有機溶劑的侵蝕。
4.高強度、高耐磨、高抗撕裂性。
5.遇火無熔滴產(chǎn)生，不產(chǎn)生有毒氣體。
6.火燒布面時布面增厚，增強密封性，不破裂。
應(yīng)用領(lǐng)域
凱夫拉憑借多種優(yōu)良的特性，被廣泛應(yīng)用在多個領(lǐng)域，包括防護領(lǐng)域和音樂領(lǐng)域及其他用途方面：
1.護甲——凱夫拉是個人護甲的重要組成部分，產(chǎn)品有戰(zhàn)斗頭盔、彈道口罩、防彈背心。
子彈打過的凱夫拉頭盔
2.個人防護——凱夫拉被用于生產(chǎn)手套、衣袖、夾克、皮套褲和其他衣服，可保護用戶免受割傷、磨損和高溫等危險。它制成的基礎(chǔ)防護裝備往往比傳統(tǒng)材料制成的裝備更輕更薄。
凱夫拉纖維制成的頭盔可以幫助吸收手榴彈爆炸碎片
3.運動器材——凱夫拉可用作自行車輪胎內(nèi)襯，摩托車安全服（尤其填充在肩膀和手肘部位），滑翔傘懸掛線的主要材料之一；擊劍行業(yè)中可用于制作防護夾克、馬褲、胸甲等，甚至用在高性能賽艇的船帆上。
凱夫拉纖維是一種很受歡迎的劃艇材料
4.鞋子——隨著科技的進步，耐克首次使用凱夫拉制作鞋子，是為了減少鞋子頂部的彈性。
5.樂器——凱夫拉被用在鼓膜制作上，以及音響設(shè)備、弦樂器、木管樂器蘆葦制作方面。
6.其他用途——包括制作不粘煎鍋、纜繩、電纜護具、剎車片等，還可用在發(fā)電、伸縮接頭和軟管、建筑施工、海軍渦輪機和風力渦輪機等多方面，甚至曾被摩托羅拉RAZR家族和Droid Maxx用來作為智能手機的背面板。
凱夫拉材質(zhì)的系泊纜繩
21世紀，凱夫拉層壓薄板與鋼、鋁板的復(fù)合裝甲，不僅已廣泛應(yīng)用于坦克、裝甲車、防彈衣，而且用于核動力航空母艦及導(dǎo)彈驅(qū)逐艦，使上述兵器的防護性能及機動性能都得到改觀。同時，凱夫拉與碳化硼等陶瓷的復(fù)合材料是制造直升飛機駕駛艙和駕駛室的理想材料。據(jù)試驗，它抵御穿甲子彈的能力比玻璃和鋼裝甲好得多。
凱夫拉制成的防彈衣
另外，為了提高戰(zhàn)場人員的生存能力，人們對避彈衣的研制越來越重視。"凱夫拉"材料還是制造避彈衣的理想材料。據(jù)報道，用"凱夫拉"材料代替尼龍和玻璃纖維，在同樣情況下，其防護能力至少可增加一倍，并且有很好的柔韌性，穿著舒適。用這種材料制作的防彈衣只有2～3公斤重，穿著行動方便，所以已被許多國家的警察和士兵采用。
據(jù)國外媒體上周末報道，美國著名女化學家、“防彈纖維之母”斯蒂芬妮·克沃勒克于當?shù)貢r間 6 月 18 日在美國特拉華州一家醫(yī)院因病去世，享年 90 歲?？宋掷湛嗽?1964 年發(fā)明了凱夫拉防彈纖維，該纖維作為制作防彈衣的關(guān)鍵材料沿用至今。據(jù)統(tǒng)計，自上世紀 70 年代開始，凱夫拉防彈裝備至少挽救了 3000 名美國執(zhí)法人員的生命。而在克沃勒克去世當天，凱夫拉防彈衣剛好賣出第 100 萬套。
“偶然間”的發(fā)明拯救數(shù)千人生命
斯蒂芬妮·克沃勒克1923年7月31日出生于美國匹茲堡，她的父母都是來自波蘭的移民，父親在她10歲時去世。1946年，克沃勒克從卡內(nèi)基美隆大學的化學專業(yè)畢業(yè)，加入了美國化工巨頭杜邦公司，直至1986年退休，任職長達40年。她一生獲得多項獎項，包括1995年進入美國發(fā)明家名人堂。
年輕時的克沃勒克并非志在化工行業(yè)，而是希望能成為醫(yī)生。她本來計劃在杜邦公司工作一段時間，攢夠?qū)W費就去學醫(yī)。但在這個過程中，她漸漸愛上了這份事業(yè)。
克沃勒克在杜邦實驗室中制成了凱夫拉纖維
有趣的是，凱夫拉防彈纖維的發(fā)明純屬偶然。1964年，克沃勒克在研究一種輪胎材料時意外合成了一種質(zhì)地輕薄的乳狀溶液。經(jīng)過改進后，該溶液被制成了一種強度比鋼還大5倍的纖維，杜邦公司將其命名為凱夫拉纖維。在克沃勒克生前的一次采訪中，她回憶道，當時她發(fā)現(xiàn)了一種新的溶劑，能夠把高分子聚合物溶解成更輕更稀的溶液。然后她說服了一位心存疑慮的同事，協(xié)助她一起把這種溶液放進了噴絲頭中，制成了凱夫拉纖維?！斑@種纖維非常堅韌，抗拉伸能力比之前所有的纖維都要強上許多倍。”
克沃勒克生前的同事瓦斯塔回憶稱，由于這種纖維太過強力，當時杜邦實驗室特地開發(fā)了新的設(shè)備來測試凱夫拉纖維的拉伸極限等各項數(shù)據(jù)?！岸虐町敃r以尼龍和滌綸為主打，但測試尼龍材料的設(shè)備根本不是凱夫拉纖維的對手。”
在意識到凱夫拉纖維的價值后，科學家們將它運用在了防彈科技中，并達到了預(yù)期中的防彈效果。凱夫拉纖維制成的防彈衣可以抵御住9毫米口徑槍支的子彈不被其穿透（當然仍有可能被子彈的沖擊力撞斷幾根肋骨）。根據(jù)美國國家司法協(xié)會統(tǒng)計，自上世紀70年代投入量產(chǎn)至今，凱夫拉防彈設(shè)備已經(jīng)挽救了至少3000名執(zhí)法人員的生命。杜邦公司與國際警察局長協(xié)會（ International Association of Chiefs of Police）還為這些大難不死的英雄成立了“幸存者俱樂部”，這一舉措大大提升了全世界執(zhí)法機構(gòu)對于凱夫拉防彈設(shè)備的需求量。此外，在戰(zhàn)場上，凱夫拉防彈背心和頭盔更是每個士兵不可缺少的標配。根據(jù)統(tǒng)計，在伊拉克戰(zhàn)爭和阿富汗戰(zhàn)爭中，都分別有上百位美軍士兵因為凱夫拉防彈設(shè)備而逃過死神的魔爪。
