Номер 5, страница 121, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Каковы характерные свойства кевлара?

5. Кевлар — это торговое название арамидного (ароматического полиамидного) волокна, обладающего уникальным набором свойств благодаря своей молекулярной структуре. Длинные, жестко-цепные полимерные молекулы сильно ориентированы вдоль оси волокна и связаны между собой прочными водородными связями. Это придает материалу следующие характерные свойства.

Механические свойства: Главным свойством кевлара является его феноменальная прочность на разрыв при очень низкой плотности. При одинаковом весе кевлар примерно в пять раз прочнее стали. Его предел прочности на разрыв может достигать $3,6 \text{ ГПа}$, а плотность составляет всего около $1,44 \text{ г/см}^3$. Это обеспечивает материалу одну из самых высоких удельных прочностей. Кроме того, кевлар обладает высоким модулем упругости, что означает его высокую жесткость и незначительное удлинение при растяжении.

Термические свойства: Кевлар отличается высокой термической стабильностью. Он не плавится при нагревании, а начинает разлагаться (карбонизироваться) только при температурах около $420–480 \text{ o C}$. Материал сохраняет свои механические свойства как при повышенных, так и при криогенных температурах (вплоть до $-196 \text{ o C}$). Особенностью кевлара является отрицательный коэффициент теплового расширения вдоль оси волокна, то есть он слегка укорачивается при нагревании.

Химические и другие свойства: Материал устойчив к воздействию большинства органических растворителей, масел и топлива. Кевлар не поддерживает горение и является самозатухающим. Также он является диэлектриком, то есть не проводит электрический ток. К недостаткам можно отнести уязвимость к длительному воздействию ультрафиолетового излучения (солнечного света), которое приводит к деградации волокон и потере прочности, а также к воздействию сильных кислот, щелочей и некоторых окислителей.

Эксплуатационные свойства: Благодаря высокой прочности и устойчивости к порезам, кевлар широко используется для изготовления средств индивидуальной защиты, таких как бронежилеты, защитные каски и перчатки. Его легкость и прочность находят применение в аэрокосмической отрасли, для армирования автомобильных шин, в производстве композитных материалов, высокопрочных тросов, канатов и спортивного инвентаря.

Ответ: Ключевые свойства кевлара включают: чрезвычайно высокую удельную прочность (при равном весе в 5 раз прочнее стали), низкую плотность ($1,44 \text{ г/см}^3$), высокую термическую стабильность (от $-196 \text{ o C}$ до $420 \text{ o C}$), негорючесть, сопротивление порезам, химическую стойкость к органическим растворителям и диэлектрические свойства. Основные недостатки — деградация под действием УФ-излучения и разрушение сильными кислотами и щелочами.