凯夫拉 这位波兰老奶奶偶然发明了凯夫拉材料，从此防弹设备发生质的飞跃

凯夫拉尔(Kevlar)是美国杜邦公司(DuPont Company)用于其芳香族聚酰胺纤维产品的注册商标，于1965年推出，由波兰裔美国女化学家斯蒂芬妮·克瓦勒(Stephanie Kvaale)发明。20世纪70年代初，这种高强度材料首次用于商业应用，取代了赛车轮胎中的一些钢材，后来用于制造防弹背心和头盔。

凯夫拉尔具有优越的高强度性能，不会像钢一样被氧气和水腐蚀。因此，凯夫拉尔现在被广泛应用于许多领域，如船体、飞机、自行车轮胎、军用头盔、防弹背心等。凯夫拉尔具有优异的抗撕裂性能，强度是同质量钢材的5倍，密度仅为钢材的1/5左右。鉴于此，也用于制作能承受高冲击力的鼓面。当用作编织材料时，凯夫拉尔也可以用作水下系泊绳或用于其他水下操作。

20世纪70年代，阿克苏发明了一种类似凯夫拉尔的纤维，叫做特瓦龙，它们的化学结构大致相同。这种纤维于1986年开始商业化生产，现在帝人是Twaron的制造商。

历史

聚对苯二甲酰对苯二胺是凯夫拉尔品牌的原名，由波兰裔美国女化学家斯蒂芬妮·克瓦勒(Stephanie Kvaale)在杜邦工作期间发明。1964年，她的团队正在寻找一种新的轻质高强纤维来制造轮胎。当时她一直用高分子材料，却不小心合成了一种质地轻盈的独特乳白色溶液。

凯夫拉尔的发明者:波兰裔美国女化学家斯蒂芬妮·克瓦勒

溶液“浑浊，搅拌时呈乳白色，粘度低”，一般会扔掉，但Kwolek说服了负责运行喷丝板的技术员查尔斯·斯穆林(Charles Smullen)帮她一起把溶液放入喷丝板。测试结果出人意料，纤维没有像尼龙一样断裂。Kwolek的导师和实验室主任意识到这一意外发现的意义和重要性，意识到高分子化学的一个新领域将迅速崛起。到1971年，现代凯夫拉尔纤维问世。但Kwolek并没有参与Kevlar应用领域的研发。

凯夫拉纤维的特性

1.永久耐热性和阻燃性。

2.永久抗静电性。

3.对酸、碱和有机溶剂的永久耐受性。

4.高强度、高耐磨性、高抗撕裂性。

5.遇火不产生飞沫，不产生有毒气体。

6.布面燃烧时，布面加厚，增强密封性，不开裂。

应用区域

凯夫拉尔被广泛应用于许多领域，包括防护、音乐和其他用途，因为它有许多优异的特性:

1.装甲——凯夫拉尔(Kevlar)是个人装甲的重要组成部分，其产品包括战斗头盔、防弹面罩和防弹背心。

带子弹的凯夫拉尔头盔

2.个人防护——凯夫拉尔(Kevlar)用于生产手套、袖子、夹克、皮裤等服装，可以保护使用者免受切割、磨损和高温。由它制成的基本防护装备往往比传统材料制成的装备更轻更薄。

凯夫拉纤维制成的头盔可以帮助吸收手榴弹爆炸的碎片

3.运动器材——凯夫拉尔可作为自行车轮胎内衬、摩托车安全服、滑翔伞悬挂线的主要材料之一；在击剑行业，可用于制作防护服、马裤、胸甲等。，甚至用在高性能划艇的船帆上。

凯夫拉纤维是一种流行的划船材料

4.鞋子——随着科技的发展，耐克为了降低鞋顶的弹性，首次用凯夫拉尔(Kevlar)制作鞋子。

5.乐器——凯夫拉尔用于生产鼓膜，以及生产声学设备、弦乐器和木管乐器。

6.其他用途——包括制作不粘煎锅、电缆、电缆保护器、刹车片等。，也可用于发电、伸缩接头和软管、建筑、海军涡轮机和风力涡轮机等。，甚至被摩托罗拉RAZR家族和Droid Maxx用作智能手机的背板。

21世纪，凯夫拉尔层压板、钢板和铝板的复合装甲不仅广泛应用于坦克、装甲车和防弹衣，还广泛应用于核动力飞机空母舰和导弹驱逐舰，提高了这些武器的防护性能和机动性。同时，凯夫拉尔和碳化硼的复合材料是制造直升机座舱和驾驶室的理想材料。根据测试，它抵抗穿甲弹的能力要比玻璃和钢铁装甲好得多。

凯夫拉尔制成的防弹衣

此外，为了提高战场人员的生存能力，人们越来越重视防弹服的发展。凯夫拉尔材料也是制作防弹服的理想材料。据报道，用凯夫拉尔代替尼龙和玻璃纤维，在同等条件下至少可以使其防护能力翻倍，而且柔韧性好，穿着舒适。用这种材料制成的防弹背心，重量只有2 ~ 3公斤，而且容易穿脱和移动，所以在很多国家都被警察和士兵使用。

据外媒上周末报道，美国著名女化学家、“防弹纤维之母”斯蒂芬妮·克瓦勒(Stephanie Kvaale)于当地时间6月18日在美国特拉华州一家医院因病去世，享年90岁。克瓦勒于1964年发明了凯夫拉尔防弹纤维，至今仍是制作防弹背心的关键材料。据统计，自20世纪70年代以来，凯夫拉尔防弹设备已经挽救了至少3000名美国执法人员的生命。克瓦勒去世的那天，凯夫拉尔刚刚卖出了它的第一百万件防弹背心。

这项“偶然”的发明挽救了成千上万人的生命

斯蒂芬妮·克瓦勒于1923年7月31日出生于匹兹堡。她的父母是波兰移民，父亲在她10岁时去世。1946年，克瓦勒从卡内基梅隆大学化学专业毕业，加入美国化学巨头杜邦公司，直到1986年退休，任职40年。她一生中获得了许多奖项，包括1995年进入美国发明家名人堂。

克瓦勒年轻的时候并不是以化学工业为目标，而是希望成为一名医生。她本来打算在杜邦工作一段时间，攒够学费就学医。但在这个过程中，她渐渐爱上了这个职业。

有趣的是，凯夫拉尔防弹纤维的发明纯属偶然。1964年，克瓦勒在研究一种轮胎材料时，意外地合成了一种稀薄的乳白色溶液。改进后的溶液制成强度比钢高5倍的纤维，杜邦公司命名为凯夫拉尔纤维。在克瓦勒去世前的一次采访中，她回忆说，她发现了一种新的溶剂，可以将高分子聚合物溶解到更轻更薄的溶液中。然后她说服了一个有疑惑的同事，帮她把溶液放入喷丝头中制作凯夫拉尔纤维。"这种纤维非常坚韧，它的抗张强度是以前所有纤维的许多倍."

克瓦勒的前同事Vasta回忆说，由于这种纤维太强，杜邦实验室专门开发了新设备来测试凯夫拉尔纤维的拉伸极限和其他数据。“杜邦主要由尼龙和聚酯制成，但测试尼龙材料的设备根本不是凯夫拉尔纤维的对手。”

在认识到凯夫拉尔纤维的价值后，科学家将其应用于防弹技术，达到了预期的防弹效果。凯夫拉尔纤维制成的防弹背心可以抵抗9毫米枪的子弹被它穿透。据国家司法协会称，凯夫拉尔防弹设备自20世纪70年代投入大规模生产以来，已经挽救了至少3000名执法人员的生命。杜邦公司和国际警察局长协会也为这些在灾难中幸存的士兵成立了“幸存者俱乐部”，大大增加了世界各地执法机构对凯夫拉尔防弹设备的需求。此外，凯夫拉尔防弹衣和头盔是战场上每个士兵不可或缺的标准。据统计，在伊拉克战争和阿富汗战争中，数百名美国士兵因为凯夫拉尔防弹装备而逃过死亡的镰刀。