Un tributo a Stephanie Kwolek, inventora del KEVLAR®

Tal vez la olvidada Stephanie KWOLEK a partir de su fallecimiento el 18 de Junio de 2014, sea valorada como corresponde a su hallazgo e incluida en los libros de historia como la inventora del KEVLAR®, que sintetizó en 1965.

Todos conocemos la trayectoria de Marie CURIE, la primera científica que ganó un Nobel en Química en 1910 y descubridora del Radio, sin embargo, no es la única mujer que ha contribuido significativamente al desarrollo de los materiales.

Proceso Infusión Composites laboratorio Gazechim
Tejido Triaxial Kevlar + Fibra Vidrio – Proceso Infusión Composites Resina Epoxi – Archivo Propio 
El KEVLAR® es una marca registrada de DuPont comercializada en 1970, comúnmente la Aramida es denominada por este nombre comercial, sin embargo en la misma época AKZO NOBEL sintetizaría el TWARON® – propiedad de TEIJIN desde 2000 – al margen de la guerra de patentes que se estableció entre ellos al principio, ambos han coexistido durante estos 50 años. 

Químicamente hablamos de PPTA = poli-(parafenilo tereftalamida) un polímero altamente cristalino que se sintetiza por policondensación de poliamidas aromáticas por extrusión e hilado en medio húmedo, donde los grupos amida están en posición PARA, mientras que en el NOMEX se encuentran en posición META. 

Estas macromoléculas se unen mediante enlaces por Puentes de Hidrógeno, se forman hojas planas que se ordenan radialmente en láminas plegadas axialmente, por lo que son fibras anisotrópicas en cuanto a sus propiedades, orientadas paralelamente al eje de la fibra, le confieren mayores prestaciones en esta dirección, mermando su resistencia a compresión característica. 




En función de su Módulo de Young se diferencian tres tipos de KEVLAR®. El Kevlar 29 es el utilizado para la confección de chalecos antibalas, guantes y toda la ropa uniforme militar, éste ha sido el uso más extendido de la fibra de Aramida que ha conllevado al reconocimiento del papel de Ms. KWOLEK como una científica que ha contribuido a nuestra sociedad, salvando vidas. Con una elongación a rotura del 4% (Kevlar 29) comparada con la del acero (1%) lo convierten en un material tenaz que absorbe mayor cantidad de energía antes de rotura y así su RESISTENCIA A IMPACTO es inigualable. 



Propiedad


Kevlar 29


Kevlar 49


Kevlar 149


Densidad
(g/cm3)

1,44

1,44


1,47

Diámetro de la fibra
(µm)
12
12

12

Módulo de Young
(Gpa)
83
131

179

Resistencia a la tracción
(GPa)
3,6
3,6-4,1

3,4

Alargamiento a la rotura
 (%)
4,0
2,8

2,0



No obstante, el KEVLAR® también tiene un papel fundamental dentro del mundo de los Composites, utilizándose el denominado KEVLAR 49, donde las fibras se tratan superficialmente para favorecer la unión con la resina. Se emplea en diversidad de campos dentro de la industria aeronáutica, náutica y automoción, asimismo en la fabricación de altavoces y en deportes extremos, donde su resistencia a impacto superior a la de las fibras de Carbono o Vidrio, combinada con su BAJA DENSIDAD (1,39-1,47 g/cm3, en función de su módulo) la convierten en insustituible.

La ARAMIDA presenta otras características diferenciadoras, entre otras cabe destacar su alta resistencia química (aunque se degradan por la acción de la luz UV y es afectada por la absorción de la humedad, 12%)alta rigidez estructural, resistencia a fatiga, excelente estabilidad dimensional, alta resistencia al corte, baja conductividad térmica y alto grado de estabilidad térmica. En función de los requerimientos de la pieza a fabricar en Composites se elige un tipo de fibra u otro, o una combinación de ambos. 

Composites Propiedades
Comparativa de propiedades físico-químicas para el uso en COMPOSITES – Archivo Propio

Gracias a Stephanie KWOLEK los COMPOSITES disponen de una alternativa eficiente y eficaz para solventar los diversos retos que los refuerzos de Fibra de Vidrio y Carbono no satisfacen. Por todo ello, desde este pequeño espacio queremos hacer un tributo a su gran descubrimiento y a toda una vida dedicada a la Química de los Polímeros, en DuPont. 


Laboratorio DuPont
Stephanie Kwolek prepara un experimento de polimerización en DuPont’s Pioneering Research Lab, 1967.
Archivo DuPont


Para finalizar, incluimos una entrevista a Ms. KWOLEK por Chemical Heritage Fundation.


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