Kevlar memiliki sifat menyerap kelembaban, terutama dalam keadaan lingkungan yang lembap. Penyerapan kelembaban dapat menyebabkan penurunan sifat mekanik dan kekuatan Kevlar. Kelembaban yang diserap oleh Kevlar juga dapat mempengaruhi stabilitas dimensi dan menyebabkan perubahan dalam kinerja material.
Kevlar dikenal memiliki kekuatan tarik yang sangat tinggi, namun kekuatan tekan (compressive strength) yang relatif rendah. Ini berarti Kevlar lebih rentan terhadap tekanan atau gaya kompresi daripada gaya tarik. Karena itu, Kevlar mungkin kurang cocok untuk aplikasi yang membutuhkan kekuatan tekan yang tinggi, seperti struktur yang mengalami tekanan besar.
Namun, penting untuk dicatat bahwa kekurangan-kekurangan ini harus dinilai dalam konteks penggunaan dan kebutuhan spesifik. Meskipun Kevlar memiliki kekurangan tertentu, keunggulannya dalam kekuatan, ketangguhan, dan ringan membuatnya tetap menjadi pilihan yang baik dalam berbagai aplikasi yang membutuhkan sifat-sifat tersebut.
Sintesis
Pada tahun 1965 Stephanie Kwolek menciptakan yang pertama dari keluarga serat sintetis dengan kekuatan dan kekakuan yang luar biasa. Anggota yang paling terkenal adalah Kevlar, bahan yang digunakan dalam rompi pelindung serta di kapal, pesawat terbang, tali, kabel, dan banyak lagi — dengan total sekitar 200 aplikasi.
Sintesis Kevlar melibatkan reaksi polimerisasi kondensasi (bertahap) antara monomer p-fenilendiamina (PPD) dan asam tereftalat (TAP). cara sintesis kondensasi ini diterapkan pada kevlar karena kevlar tersusun lebih dari satu monomer, kemudian pada reaksi kondensasi ini ini umumnya diikuti dengan pelepasan molekul kecil, seperti H2O dan HCL, lalu, karena adanya pelepasan atau molekul yang hilang, maka akan dihasilkan rumus empirik (rumus molekul) yang berbeda dari monomernya. Berikut adalah penjelasan sintesis Kevlar secara umum:
Persiapan Monomer: p-fenilendiamina dan asam tereftalat adalah monomer utama dalam sintesis Kevlar. p-fenilendiamina dapat disiapkan melalui reaksi antara anilin dengan formaldehida dan amonia, sedangkan asam tereftalat dapat disiapkan melalui reaksi antara asam tereftalat dengan alkohol, seperti etanol.
Reaksi Polimerisasi: Polimerisasi Kevlar terjadi melalui reaksi kondensasi antara p-fenilendiamina dan asam tereftalat. Dalam reaksi ini, gugus amina pada p-fenilendiamina bereaksi dengan gugus karboksilat pada asam tereftalat, membentuk ikatan amida (-CONH-). Reaksi ini biasanya dilakukan dalam pelarut polar aprotik, yaitu jenis pelarut yang memiliki polaritas tinggi tetapi tidak memiliki ikatan hidrogen yang mudah terbentuk dengan air atau senyawa lain. Istilah "aprotik" merujuk pada ketiadaan kemampuan pelarut ini untuk berperan sebagai donor atau akseptor proton (H+). Contoh pelarut polar aprotik termasuk dimetilsulfoksida (DMSO), dimetilformamida (DMF), asetonitril, aseton, dan asam asetat glasial. Pelarut-pelarut ini sering digunakan dalam berbagai reaksi kimia dan proses industri, termasuk sintesis organik, pemurnian senyawa, dan ekstraksi. Mekanisme reaksi di atas adalah sebagai berikut (Baltimore, 2012):
Produk sampingannya adalah HCl. Pelarut polimerisasi adalah hexamethylphosphoramide (HMPA). Polimerisasi kondensasi menghasilkan cross-linked dan polimer jaringan seperti Kevlar. Serat diperoleh melalui gambar mekanis yang disebut pemintalan. Penggunaan asam sulfat pekat menjaga polimer di dalam larutan selama sintesis dan pemintalan (Callister, 2000)
Baltimore, 2012Pemurnian dan Pengeringan: Setelah reaksi polimerisasi, polimer Kevlar yang terbentuk perlu dimurnikan dan dikeringkan untuk menghilangkan sisa pelarut dan air. Proses pemurnian melibatkan pemisahan polimer dari larutan menggunakan metode seperti pengendapan, filtrasi (memisahkan partikel padat yang lebih besar dari medium filtrasi, sehingga cairan atau gas dapat melewati dan partikel-partikel padat tersebut tertahan), atau evaporasi (metode pemurnian yang melibatkan penguapan pelarut dari larutan untuk meninggalkan zat yang diinginkan dalam bentuk padat atau konsentrat). Kemudian, polimer dikeringkan untuk menghilangkan kelembapan yang tersisa.
Pengolahan Lebih Lanjut: Setelah sintesis, polimer Kevlar dapat diolah lebih lanjut menjadi bentuk yang diinginkan, seperti serat, lembaran, atau bagian-bagian yang lebih kompleks. tahapn lebih lanjut akan dijelaskan pada poin berikutnya.
Pemrosesan
