Il kevlar è un materiale straordinario e unico, in grado di vantare innumerevoli utilizzi in diversi campi, dai tubi metallici usati nelle applicazioni oleodinamiche più complesse ai rinforzi per l’abbigliamento tecnico outdoor. Si tratta di una fibra sintetica aramidica la cui scoperta è abbastanza recente, capace di rivoluzionare vari settori grazie ai molteplici vantaggi che è in grado di offrire e alle sue proprietà peculiari.
Nella seconda metà del XX secolo il kevlar ha acquisito una notorietà considerevole a livello globale, diventando celebre per i suoi utilizzi militari, dai giubbotti antiproiettile alla blindatura di auto e mezzi speciali delle forze dell’ordine e dell’esercito. Tuttavia è largamente impiegato anche nel settore industriale, dove le caratteristiche del kevlar lo rendono un materiale particolarmente ricercato e apprezzato soprattutto nelle applicazioni più gravose.
La storia e le caratteristiche del kevlar
La scoperta del kevlar avvenne quasi per caso nel 1964 ad opera della chimica statunitense Stephanie Kwolek, nata nel 1923 a Pittsburgh in Pennsylvania. Laureata nel 1946 in chimica la Kwolek entra subito a lavorare presso la DuPont, importante azienda americana, dove comincia una lunga attività di ricerca. Negli anni Sessanta la Kwolek lavora per conto della DuPont e insieme ad altri ricercatori su delle alternative ai derivati del petrolio, in particolare per l’utilizzo nella fabbricazione di pneumatici.
Ovviamente le crisi petrolifere degli anni Settanta erano ancora lontane, tuttavia il governo USA e molte imprese degli Stati Uniti prevedevano già l’arrivo di periodi turbolenti in merito all’approvvigionamento di petrolio. L’obiettivo di ricerca era trovare una fibra elastica e leggera per le gomme degli autoveicoli, considerando l’alta richiesta da parte dell’industria automobilistica con il boom dell’automotive del Secondo Dopoguerra, un materiale che fosse non solo un buon sostituto dei derivati petroliferi ma anche più efficiente.
Durante vari esperimenti in laboratorio con una serie di monomeri la Kwolek si accorge dell’incredibile comportamento di un nuovo polimero, osservandone le stupefacenti capacità in termini di resistenza. L’equipe di ricerca della DuPont guidata da Stephanie Kwolek lavora per diversi anni al nuovo polimero, conducendo numerosi test e analisi, fino a quando nel 1971 viene proposto ufficialmente sul mercato con il nome kevlar. Naturalmente si tratta di un successo commerciale enorme per l’azienda americana, in quanto la nuova fibra si afferma subito a livello globale.
Il kevlar è una fibra sintetica aramidica, caratterizzata da una struttura chimica con legami concatenati con molecole di idrogeno che si ripetono tra loro. Questo materiale vanta una resistenza 10 volte superiore all’acciaio, inoltre le fibre sono talmente strette che assicurano una resistenza ottimale alla trazione. La fibra di kevlar è anche capace di resistere al taglio, alle forature e alle perforazioni, in più si tratta di un materiale resistente alle alte temperature fino ad oltre 400°C.
Utilizzi e ambiti applicativi del kevlar
Le applicazioni del kevlar sono davvero numerose al giorno d’oggi, infatti da 50 anni viene adoperato in molteplici contesti industriali. Con questa fibra ultra resistente vengono realizzati giubbotti antiproiettile, caschi ed elmetti, vestiti per i motociclisti, rivestimenti per i componenti aeronautici, blindature e tubi in kevlar. Quest’ultimi sono in grado di resistere ad altissime pressioni d’esercizio, come avviene con i tubi termoplastici con treccia metallica in kevlar e acciaio di Unigasket, progettati appositamente per le applicazioni oleodinamiche complesse.
Con il kevlar vengono realizzati anche dispositivi di protezione individuale (DPI), in grado di fornire un livello di sicurezza superiore ai lavoratori che operano in situazioni estremamente pericolose, offrendo un’elevata agilità del movimento e una protezione eccellente contro calore, taglio e perforazioni accidentali. In campo automobilistico il kevlar è impiegato per rendere più robusti i componenti dei veicoli, per fabbricare filtri, guarnizioni e cinghie più resistenti alla forza e alle alte temperature.
Il kevlar è usato anche come rivestimento per i cavi in fibra ottica, per aumentarne la protezione dai danni causati dalla trazione, dalla compressione e dalle condizioni termiche. Questa fibra sintetica è utilizzata per la fabbricazione di numerosi beni di consumo, come indumenti tecnici per gli sportivi, zaini per alpinisti, scarpe tecniche ad alte prestazioni, caschi, tavole da surf e vari tipi di attrezzature sportive. Il kevlar viene inoltre adoperato per alcuni dispositivi elettronici, ad esempio per rendere più robuste cover e rivestimenti degli smartphone o degli auricolari.
Quali sono i vantaggi del kevlar
Il kevlar è una fibra usata spesso per conferire nuove proprietà ad un materiale o un manufatto, ad esempio aumentandone la capacità di resistenza alle alte temperature, alla trazione o al taglio. Come abbiamo visto, un’applicazione industriale molto interessante prevede l’uso del kevlar per il rivestimento dei tubi in poliestere termoplastico, usando delle trecce di kevlar e acciaio ricoperte in poliuretano per incrementare la resistenza alla pressione e alle temperature.
Lo stesso avviene con i prodotti in kevlar e carbonio, la cui combinazione consente di ottenere un materiale con un ottimo compromesso tra rigidità ed elasticità, una soluzione molto apprezzata per la costruzione di telai per biciclette professionali o componenti per macchine e moto da corsa. Ovviamente bisogna sempre considerare il rapporto tra i vantaggi del kevlar e il costo aggiuntivo, poiché la presenza di questo materiale comporta un aggravio delle spese durante la fase produttiva.
Tuttavia il kevlar garantisce diversi benefici importanti, aiutando a migliorare le performance del componente, un aspetto che rende spesso il rapporto costi/benefici ottimale, specialmente in alcuni contesti applicativi particolari. Robusto, leggero, durevole e altamente resistente al calore, alle temperature, al freddo, alla corrosione, alla perforazione, al taglio e alla trazione, il kevlar è oggi una fibra indispensabile in tantissimi ambiti, un materiale straordinario che dagli anni Settanta è sinonimo di resistenza e flessibilità.
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