Bahan Kevlar Ternyata Tidak Hanya Untuk Rompi Anti Peluru, Lho!

Tahu gak kalian kalau Presiden selain dikawal ketat oleh Paspampres, Ia juga diharuskan mengenakan rompi anti peluru sebagai pengamanan ekstra. Rompi anti peluru ini biasanya terbuat dari bahan Kevlar yang kuat. Tapi tahukah kamu kalau kevlar gak hanya digunakan sebagai baju anti peluru saja? Ternyata kevlar juga memiliki kegunaan lain lho!

Nah, pada kesempatan kali ini konveksijogja.web.id akan membahas mengenai Bahan Kevlar. Yuk simak ulasannya!

Apa Itu Bahan Kevlar?

Diciptakan oleh Stephanie Kwolek, DuPont ™ Kevlar® adalah serat sintetis para-aramid tahan panas dengan struktur molekul dari banyak ikatan antar rantai yang membuat Kevlar® sangat kuat. Bahan kevlar terkenal karena penggunaannya baju anti peluru, Kevlar® juga memiliki banyak aplikasi lain karena rasio kekuatan tarik-terhadap-beratnya yang tinggi.

Sejarah Bahan Kevlar

Sejarah penemuan bahan kevlar bermula dari ditemukannya Poly-paraphenylene terephthalamide (K29) oleh ahli kimia Amerika, Stephanie Kwolek untuk mengantisipasi kekurangan bensin. Pada tahun 1964, kelompoknya mulai mencari serat baru yang kuat dan ringan untuk digunakan pada ban yang ringan namun kuat.

Polimer yang sedang dia kerjakan pada saat itu, poli-p-fenilena-tereftalat dan polibenzamida, membentuk kristal cair saat berada dalam larutan, sesuatu yang unik untuk polimer pada saat itu.

Larutannya “keruh, opalescent saat diaduk, dan viskositasnya rendah” dan biasanya dibuang. Namun demikian, Kwolek membujuk teknisi, Charles Smullen, yang menjalankan pemintal, untuk menguji larutannya, dan kagum saat menemukan bahwa seratnya tidak pecah, tidak seperti nilon.

Supervisor dan direktur laboratoriumnya memahami pentingnya penemuannya sehingga bidang baru kimia polimer dengan cepat muncul. Pada tahun 1971, Kevlar modern diperkenalkan. Namun, Kwolek tidak terlalu terlibat dalam mengembangkan aplikasi Kevlar. Kevlar 149 ditemukan oleh Dr. Jacob Lahijani dari Dupont pada 1980-an

Karakteristik Bahan Kevlar

Karakteristik gemilang dari Kevlar adalah kekuatannya yang luar biasa. Serat yang sangat kuat ini telah membuat dampak terbesarnya dalam pertahanan balistik yang digunakan dalam rompi anti peluru. Bahan ini lebih kuat dari fiberglass dan lima kali lebih kuat dari baja.

Kekuatan tarik tinggi dan modulus adalah karakteristik dari semua serat Kevlar, dengan Kevlar 49 dan Kevlar 149 menunjukkan modulus yang lebih tinggi. Rantai Kevlar disusun dalam rantai paralel yang panjang, dan fitur struktural utama adalah cincin aromatik benzena yang memiliki orientasi radial yang memberikan molekul struktur simetris dan sangat teratur yang membentuk struktur seperti batang dengan tulang punggung sederhana yang berulang.

• Kekuatan Tarik Tinggi
• Modulus Tinggi (Kekakuan Struktural)
• Konduktivitas Listrik Rendah
• Ketahanan Kimia Tinggi
• Penyusutan Termal Rendah
• Ketangguhan Tinggi (Tidak mudah putus)
• Stabilitas Dimensi yang Sangat Baik
• Resistensi Potong Tinggi (high cut resistance)
• Tahan Api

Proses Pembuatan Bahan Kevlar

KEVLAR® adalah molekul kristal yang terdiri dari rantai molekul panjang yang berorientasi tinggi dan menunjukkan ikatan rantai antarmolekul yang kuat pada posisi para. Itu dibuat dari reaksi para-phenylenediamine (PPD) dan terephthaloyl klorida cair.

Produksi p-phenylenediamine sulit karena diazotisasi dan kopling anilin. Senyawa reaksi yang melibatkan produksi Kevlar menggunakan p-phenylenediamine dan terephthaloyl klorida ditunjukkan di bawah ini.

PPD dan terephthaloyl klorida direaksikan dengan menggunakan N-methylpyrrolidone sebagai pelarut reaksi. Struktur untuk poli-paraphenylene terephthalamide ditunjukkan di bawah ini.

Polimer yang dihasilkan disaring, dicuci dan dilarutkan dalam asam sulfat pekat dan diekstrusi melalui spinneret. Kemudian melewati saluran sempit dan melalui proses pemintalan basah, di mana polimer ini digumpalkan dalam asam sulfat.

Filamen dapat mengambil dua jalur berbeda pada titik ini. Filamen dapat dibentuk menjadi benang, dicuci dan dikeringkan yang digulung menjadi gulungan yang menghasilkan modulus 400-500 g/denier. Sebaliknya, filamen dapat menjalani perlakuan panas lebih lanjut dengan tegangan dan menghasilkan serat dengan modulus 900-1000 g/denier.

Produk akhir dapat berupa benang filamen, bubur kertas, atau lembaran dan kertas yang dipintal.

Baca Juga: Mengenal Bahan Rompi Terbaik Untuk Pembuatan Rompi

Penggunaan Kevlar Dalam Kehidupan Sehari Hari

Dalam pengaplikasiannya, kevlar tidak hanya digunakan sebagai baju anti peluru saja. Berikut adalah beberapa kegunaan dari bahan kevlar!

1. Dalam dunia science, kevlar sering digunakan di bidang kriogenik karena konduktivitas termalnya yang rendah dan kekuatannya yang tinggi relatif terhadap bahan lain untuk tujuan suspensi.
2. Karena Kekuatannya, kevlar sering digunakan untuk membuat alat proteksi (pelindung diri) seperti: rompi anti peluru, helm tentara, masker wajah balistik, sarung tangan, jaket dan lain-lain.
3. Dalam dunia olahraga, kevlar digunakan untuk membuat hemp senar busur, bahan utama suspensi paraglider, bahan pembuatan sepatu olahraga, raket tenis dan masih banyk lagi.
4. Dalam dunia musik, bahan kevlar juga digunakan dalam pembuatan kerucut pengeras suara. Kevlar kadang-kadang digunakan sebagai bahan pada marching snare drum.
5. Dalam dunia otomotif, kevlar digunakan dalam pembuatan ban, brake pads

Jenis Jenis Kevlar

1. Kevlar^® AP

Serat generasi berikutnya yang menawarkan kinerja canggih, nilai, dan peningkatan fleksibilitas desain dalam banyak aplikasi.

2. Kevlar® 29 (K29)

Keluarga asli dari jenis produk Kevlar®, memiliki sifat tarik yang serupa dengan banyak penyangkal dan sentuhan akhir. Benang ini digunakan dalam aplikasi balistik, tali dan kabel, pakaian pelindung seperti sarung tangan tahan potong, dalam penggunaan perlindungan jiwa seperti helm, pelindung kendaraan, dan pelat, dan sebagai penguat karet pada ban dan selang otomotif.

3. Kevlar® 49 (K49)

Jenis modulus tinggi yang digunakan terutama pada kabel serat optik, pemrosesan tekstil, penguat plastik, tali, kabel, dan komposit untuk aplikasi alat olahraga kelautan dan kedirgantaraan.

Kevlar® 100

Benang Kevlar® berwarna produsen, digunakan pada tali dan kabel, pita dan pengikat, sarung tangan dan pakaian pelindung lainnya, serta perlengkapan olahraga.

Kevlar® 119

Jenis benang dengan perpanjangan lebih tinggi, fleksibel-tahan-kelelahan yang ditemukan pada barang karet mekanis, seperti ban, sabuk otomotif, dan selang.

Kevlar® 129

Jenis benang yang ringan, berkinerja tinggi, dan berkekuatan tinggi yang digunakan pada perlengkapan balap sepeda motor, aksesori pelindung jiwa, tali dan kabel, serta selang bertekanan tinggi yang digunakan dalam industri minyak dan gas.

Kevlar® KM2

Ditenun menjadi kain yang memenuhi persyaratan kinerja untuk helm dan rompi untuk militer dan UD berkinerja tinggi untuk spall liner.

Kevlar® KM2 Plus

Keuletan tinggi, ketangguhan tinggi, dan serat denier yang lebih halus yang digunakan dalam rompi dan helm untuk petugas militer dan penegak hukum.

Kevlar® AP

Kevlar® AP untuk Kinerja Lanjutan membantu secara dramatis meningkatkan efektivitas biaya dan fleksibilitas desain bagi produsen yang membantu mereka membangun produk konsumen dan industri yang lebih ramping dan lebih kuat.

Kelebihan Dan Kekurangan Bahan Kevlar

Sama seperti halnya dengan jenis kain lainnya, kain kevlar juga memiliki kelebihan serta kekurangannya. Dengan mengetahui kelemahan dan kekurangan dari kevlar tentu dapat membuat produk kamu jadi lebih maksimal.

Kelebihan Bahan Kevlar

1. Serat Kevlar adalah serat Para-aramid dengan kekuatan tarik sekitar 3.620 MPa dan kepadatan relatif 1,44
2. Kevlar dapat mempertahankan kekuatan dan ketahanannya hingga suhu kriogenik (-196 ° C)
3. Sedikit lebih kuat pada suhu rendah. Pada suhu yang lebih tinggi, kekuatan tarik segera berkurang sekitar 10-20%, dan setelah beberapa jam kekuatannya semakin berkurang.
4. Tahan panas, kevlar melindungi dari bahaya termal hingga 400 derajat Celcius. Kombinasi sifat yang tidak biasa ini membuat Kevlar berguna untuk berbagai aplikasi, seperti rompi balistik, sarung tangan tahan potong, serta penghalang ledakan dan api. Kevlar juga telah meningkatkan kinerja peralatan olahraga.

Kekurangan Bahan Kevlar

1. Memiliki ketahanan UV yang sangat buruk dan karenanya terdegradasi di bawah sinar matahari pada paparan yang berkepanjangan.
2. Adanya garam dan kotoran tertentu lainnya, terutama kalsium, dapat mengganggu interaksi untaian dan perhatian diberikan untuk menghindari penyertaan dalam produksinya.
3. Struktur Kevlar terdiri dari molekul yang relatif kaku dan cenderung membentuk sebagian besar struktur seperti lembaran planar seperti protein sutra.
4. Efek kronis: Memproses KEVLAR® atau bahan permesinan yang mengandung KEVLAR® dapat menghasilkan debu serat di udara yang cukup kecil untuk dihirup ke dalam paru-paru. Berdasarkan uji coba pada hewan, menghirup debu ini pada konsentrasi yang sangat tinggi secara berulang-ulang dalam jangka waktu yang lama dapat menyebabkan cedera paru-paru (fibrosis).

Baca Juga: Kain Nomex – Bahan Tahan Api Terbaik Dunia

Bahan Apa Saja Yang Terkandung Dalam Rompi Kevlar?

Seperti yang telah kita ketahui bersama, Kevlar sering digunakan dalam pembuatan rompi anti peluru. Lalu apa saja bahan yang terkandung dalam rompi anti peluru Kevlar ini?

Pertama, Kevlar adalah merek dagang terdaftar dari DuPont untuk salah satu produk aramidnya, dan karenanya harus menggunakan huruf besar – “Kevlar”. Nama generik untuk serat ini adalah “aramid”, yang merupakan kependekan dari poliamida aromatik. Ada sejumlah produsen produk semacam itu di seluruh dunia.

Sebagian besar rompi pelindung tubuh aramid memiliki panel balistik yang terbuat dari serat aramid yang ditenun. Untuk ditenun, serat-serat tersebut disusun dalam benang sehingga sifat serat dan sifat benang mempengaruhi kain jadi, seperti halnya metode menenun.

Banyak produsen pelindung tubuh yang bertanggung jawab mencurahkan banyak waktu dan uang untuk bekerja sama dengan produsen kain untuk mencapai tujuan tertentu. Untuk alasan ini, satu rompi pelindung tubuh aramid mungkin sangat berbeda dari yang lain, bahkan jika keduanya diuji pada tingkat ancaman yang sama. Ini akan benar terutama jika pengguna institusional besar membutuhkan proyektil uji yang khusus.

Cara lapisan bahan aramid dibentuk mungkin eksklusif dan dua (atau lebih) konfigurasi kain yang berbeda dapat digunakan. Setelah panel terbentuk, umumnya tertutup dalam kantong kedap air, sering kali terbuat dari nilon. Hal ini melindungi panel dari pengaruh luar, seperti kelembapan, minyak tubuh dan cahaya.

Di luar itu, panel perlu dipasang pada tubuh manusia, dan untuk ini digunakan carrier. Gaya, bahan dan hasil akhir carrier sangat bervariasi, tergantung pada tujuan penggunaannya. Bahan yang digunakan ditentukan oleh penggunaan ini, dan dapat bervariasi dari katun (atau campuran) untuk digunakan di bawah kemeja, nilon untuk rompi eksterior, hingga Nomex (serat aramid DuPont lain yang tahan api) – pilihannya jelas ditentukan oleh tujuan penggunaan dan kondisi yang diantisipasi.

Kesimpulan

Bahan Kevlar yang tercipta dari tangan Stephanie Kwolek ini begitu penting peranannya dalam kehidupan sehari hari. Bahan ini cukup fleksibel dan kuat sehingga dipakai dalam pembuatan rompi anti peluru, peralatan olahraga, ban kendaraan, hingga sarung tangan. Dari penemuan para aramid kevlar ini muncul meta varian aramid bernama Nomex yang kini digunakan dalam pembuatan bahan anti panas.

Sumber Referensi:

1. “Stephanie L. Kwolek.” Science History Institute, 26 May 2021, www.sciencehistory.org/historical-profile/stephanie-l-kwolek.
2. Tezar, Arbiyan. “Kain nomex – bahan tahan api terbaik dunia.” Ozza Konveksi Jogja, 22 Aug. 2022, ozzakonveksi.com/kain-nomex-bahan-tahan-api-terbaik-dunia.
3. —. “Kevlar.” Wikipedia, 21 Aug. 2022, en.wikipedia.org/wiki/Kevlar.
4. “Kevlar® Fiber.” Du Pont, www.dupont.com/products/dupont-kevlar-fiber.html. Accessed 24 Aug. 2022.