The Miracle of Kevlar !
Kevlar CompositeKevlar
Assalamu'alaikum
Malem-malem jangan begadang....tapi korek buku aja. Jadi ceritanya gini, ini waktu lirik-lirik material teknik malah nemuin salah satu macem Material yang namanya Kevlar. Material ini keren banget.... Mau tau ?
Serat Kevlar adalah suatu Material yang ditemukan tahun 1964, oleh Stephanie Kwolek, seorang ahli kimia berkebangsaan Amerika, yang bekerja sebagai peneliti pada perusahaan DuPont.
Aramid (sebutan lain nya Kevlar) adalah kependekan dari kata aromatic polyamide. Aramid memiliki struktur yang kuat, alot (tough), memiliki sifat peredam yang bagus (vibration damping) , tahan terhadap asam (acid) dan basa (leach) dan selain itu dapat menahan panas hingga 370°C, sehingga tidak mudah terbakar.
Karena sifatnya yang demikian, aramid juga digunakan di bidang pesawat terbang, tank, dan antariksa (roket).Produk yang dipasarkan dikenal dengan nama Kevlar. Kevlar memiliki berat yang ringan, tapi 5 kali lebih kuat dibandingkan besi.
Dengan teknologi tinggi yang menggabungkan antara kekuatan dengan berat yang cukup ringan untuk membantu  meningkatkan kinerja dari berbagai produk konsumen, industri maupun Militer.
Ringan dan fleksibel adalah sifat kevlar, Kevlar  telah berkembang lebih dari empat dekade dari inovasinya.
It's Amazing....right ? :))))))))))
Susunan/Struktur Kimia dari Kevlar
Soft body armor umumnya sekarang terbuat dari serat aramid (aramid fibres)
Satu lapisan Kevlar tebalnya kurang dari 1 mm , umumnya standar baju terdiri hingga 32 lapisan dan beratnya bisa mencapai 10 kg.
Komposit
Komposit merupakan perpaduan dari dua material atau lebih yang memiliki fasa yang berbeda menjadi suatu material baru yang memiliki propertis lebih baik dari keduanya. Jika perpaduan ini terjadi dalam skala makroskopis maka disebut sebagai komposit. (Sumber : Material and Metallurgy Process Book)
Kevlar Komposit
Salah satu yang paling dikenal menggunakan Kevlar adalah pakaian tahan peluru dalam tubuh. Kevlar Pertama kali diperkenalkan pada tahun 1970-an dan kini digunakan di berbagai macam produk. Serat Kevlar itu sendiri yang memiliki gaya tarik tinggi, sehingga sangat diperlukan sekali untuk material komposit.
Macam-macam dari nilai Kevlar Komposit
Kevlar kini digunakan di berbagai macam produk Serat itu sendiri yang memiliki gaya tarik tinggi, sehingga sangat diperlukan sekali untuk material komposit
Ada tiga macam Kevlar yang digunakan dalam bahan komposit. Kevlar 29 memiliki kekuatan untuk serupa serat kaca dengan berat yang lebih rendah, Kevlar 49 dan Kevlar 149 dapat digunakan untuk mengurangi berat bahkan lebih. Mengapa Kevlar tidak digunakan di seluruh bahan komposit? Karna penggunaan serat Kevlar dalam komposit adalah bahan yang lebih mahal dibandingkan dengan serat lainnya seperti kaca.
Perbedaan antara 3 Macam nilai Kevlar
Penggunaan komposit Kevlar pasti sangat memperhitungkan dari segi karakter Bahan Kevlar yang ringan, tidak berat dan kuat. Tapi perlu memperhitungkan dalam segi biaya dan harga dalam penggunaan bahan Kevlar dikarenakan untuk penggunaan komposit Kevlar lebih mahal dibandingkan penggunaan bahan komposit lainnya.
Berdasarkan matrik yang digunakkan Kevlar termasuk dari bagian Polymer Matrix Composite
Polymer Matrix Composite (PMC):
Jenis fiber yang biasa digunakan
• Glass fiber – fiber glass
• Carbon fiber – graphitic dan amorphous C
• Aramid fiber – kevlar, highly linear polimer chain
Jenis matriks yang biasa digunakan
• Polyester dan vinyl esters – fiberglass
• Epoxies – aerospace application, stronger, resistance to moisture
• Polimides – high temperature
• High temperature thermoplastic – PEEK<>
Keuntungan dari PMC
• Ringan
• Specific stiffness tinggi
• Specific strength tinggi
• Anisotropy
Aplikasi dari PMC
•  Bathroom furniture
•  Aerospace
•  Construction material, etc
Keunggulan dan Kelemahan
Keunggulan Kevlar:
1. Kekuatan yang sangat luar biasa (cukup tinggi) tapi ringan, Bahkan Kevlar 5x lebih kuat dari baja (pada bobot ringan yang sama dan dimensi yang sama).
2. Bahan Kevlar yang mempunyai gaya tarik tinggi
3. Struktur dasarnya stabil
4. Konduksi listriknya sangat rendah.
5. Ketahanan pada bahan kimia yang cukup tinggi.
6. Tahan panas dan tahan bakar serta rendah dalam menghantar panas.
Kelemahan Kevlar:
1. Harga Bahan serat Kevlar yang cukup mahal
Salah Satu contoh Prinsip Kerja Baju Anti Peluru dari serat Kevlar
Prinsip kerjanya adalah dengan mengurangi sebanyak mungkin lontaran energi kinetik peluru, dengan cara menggunakan lapisan-lapisan kevlar untuk menyerap energi laju tersebut dan memecahnya kepenampang baju yang luas, sehingga energi tersebut tidak cukup lagi untuk membuat peluru dapat menembus baju.
Dalam menyerap laju energi peluru, baju (kevlar) mengalami deformasi yang menekan ke arah dalam (shock wave), tekanan kedalam ini akan diteruskan sehingga mengenai tubuh pengguna.
Batas maksimal penekanan kedalam tidak boleh lebih dari 4,4 cm (44 mm).
Jika batasan tersebut dilewati, maka pengguna baju akan mengalami luka dalam (internal organs injuries), yang tentunya akan membahayakan keselamatan jiwa.
Analoginya seperti laju bola yang dapat ditahan oleh jaring gawang. Jaring gawang terdiri dari rangkaian tali yang saling terhubung satu sama lain. Apabila bola tertangkap oleh jaring gawang, maka energi laju (kinetik) bola tersebut akan diserap oleh jaring gawang, yang menyebabkan tali disekitarnya bertambah panjang (extend) dan kemudian tekanan (tarikan) tali akan dialirkan ke tiang gawang.
Perlu ditekankan sekali lagi, bahwa fungsi utama baju anti peluru hanyalah untuk menahan peluru. Sehingga peluru tidak sampai masuk kedalam tubuh pemakai baju, yang dapat menyebabkan kematian.
Tidak jarang akibat "tekanan" yang ditimbulkan peluru tadi, pemakai baju akan menderita luka memar (blunt force trauma) hingga patah tulang.
Tentunya cidera juga tergantung dari jenis baju yang digunakan. Ini menunjukkan bahwa istilah baju/ rompi anti peluru (bullet proof vest) tidaklah tepat, istilah yang benar adalah baju/ rompi balistik (ballistic vest) !
Level Baju Balistik
Standar baju balistik yang paling banyak digunakan adalah standar NIJ (National Institute of Justice)Amerika. Berdasarkan standar ini, baju balistik dibagi menjadi beberapa tingkatan (level), yaitu level I, II-A, II, III-A, III, dan IV. Level I adalah tingkatan yang terendah, baju hanya dapat menahan peluru yang berkaliber (berdiameter) kecil.
Mulai level III baju akan dilengkapi dengan lempengan besi, sehingga mampu untuk menahan shotgun
Dengan menggunakan material yang sekarang, makin tinggi tingkat keamanan yang diberikan (makin tinggi level), maka akan semakin tebal dan berat baju yang harus dikenakan. Ini tentunya merupakan kekurangan dari material tersebut.
Atas dasar ini, pihak ilmuwan dan militer masih mengembangkan material baru yang lebih ringan dan juga lebih kuat.