Kevlar : qu'est-ce que c'est ?

Kevlar® est une marque déposée de fibre d'aramide produite par la firme Du Pont de Nemours. Aussi nommée poly-para-phénylène-terephtalamide (PPD-TT), elle a été découverte par deux chercheurs de l'entreprise, Stéphanie Kowlek et Herbert Blades, déjà à l'origine du Nomex®, une aramide résistante à la chaleur. Il existe plusieurs types de Kevlar selon l'usage envisagé, le plus courant étant le Kevlar 49. Depuis l'expiration du brevet, des fibres aramides similaires sont apparues, comme le Twaron® commercialisé par l'entreprise néerlandaise Teijin.

Fabrication du Kevlar

Le poly (p-phénylèneterephtalamide ou PPD-T) est obtenu par condensation de la paraphénylénediamine (PPD) et du chlorure de téréphtaloyle en milieu solvant. Le polymère est dissous dans l'acide sulfurique et extrudé dans une filière, puis étiré et filé à haute température. La fibre est ensuite refroidie par jet d'air, lavée, séchée et mise en bobine.

Structure moléculaire du Kevlar®. Les groupements phényle, qui interdisent la rotation et la torsion de la molécule, expliquent la résistance à la rupture. La résistance au cisaillement est assurée par la liaison hydrogène entre les chaînes polymères. © Wikipedia

Propriétés du Kevlar

• haute résistancerésistance à la traction (résistance à la rupture de 3100 MPA) ;
• module d'élasticitéélasticité élevé (GPAGPA entre 70 et 125) ;
• excellent amortissement des vibrationsvibrations ;
• faible densité (légèreté) ;
• bonne résistance à la fatigue, aux coupures et à l'abrasionabrasion ;
• excellente stabilité thermiquestabilité thermique (-70 °C à +200 °C) ;
• résistant aux hautes températures (jusqu'à 450 °C) et faible conductivité thermiqueconductivité thermique ;
• excellentes propriétés diélectriquesdiélectriques ;
• résistance chimique aux hydrocarbureshydrocarbures et à l'eau de mer.

Défauts du Kevlar

• résistance mécanique inférieure celle de la fibre de carbonefibre de carbone ou la soie d’araignée ;
• très sensible aux UVUV : les matériaux doivent être stockés à l'abri de la lumièrelumière ;
• faible tenue à la compression ;
• reprise d'humidité importante ;
• mauvaise résistance aux bases et acides forts ;
• sensible à la corrosioncorrosion.

Utilisations du Kevlar

• vêtements de protection à usage industriel ou de sécurité (airbagairbag, protection thermique, gilets pare-balles, casques, gants de bûcheron...) ;
• vêtements et équipements sportifs (ski, combinaisons de pilotes de Formule 1 et d'escrime, planches de snowboard, raquettes de tennis, cadres de vélos...) ;
• industrie aéronautique (matériaux composites pour les ailes d'avion ou le renfortrenfort de coques de bateau) ;
• renfort de caoutchoucscaoutchoucs (pneumatiquespneumatiques, tuyauteries, courroies de transmission...) ;
• isolationisolation de câbles ;
• isolation de fours industriels ;
• renfort d'étanchéitéétanchéité et de frictionfriction (freins, embrayage, joints...) ;
• filtres de dépoussiérage de l'air.