În ciuda faptului că fibra Kevlar a fost inventată cu mulți ani în urmă, oamenii continuă să fie uimiți de proprietățile sale unice. Materialul a revoluționat domeniul țesăturilor concepute pentru protecție datorită parametrilor și caracteristicilor sale.
Kevlar: Ce este, de fapt?
O țesătură din fibră sintetică cu o structură cristalină se numește Kevlar. Rezistența incredibilă a țesăturii este asigurată de inelul benzenic, care se află în secțiunea transversală a cristalului. Conform caracteristicilor sale, materialul este mai rezistent și mai durabil decât metalul, fiind în același timp foarte subțire și ușor.
Fiecare persoană cunoaște Kevlarul în mod diferit, fiecare învață ce este din anumite situații de viață. Tinerii moderni sunt familiarizați cu materialul datorită jocului Rast, în care personajelor li se oferă să cumpere armuri și muniții din acesta. Generația mai în vârstă asociază fibra cu îmbrăcămintea de protecție și echipamentul sportiv.
Pe scurt despre origine
În îndepărtatul an 1975, un material numit Kevlar a fost introdus pentru prima dată pe piață și a început imediat să se bucure de o cerere uriașă, care crește pe zi ce trece. Acest polimer unic a fost obținut în laboratoarele celebrului concern DuPont. Oficial, creatoarea sa este considerată chimista Stephanie Kwolek.
La acea vreme, era folosit pentru anvelope ca material de ranforsare. Ulterior, a găsit aplicații în diverse materiale compozite, echipamente sportive și produse din cabluri. Țesătura Kevlar a început să fie utilizată pentru producția de echipamente individuale de protecție.
Producția de țesături Kevlar
După ce au aflat mai întâi despre acest material, mulți oameni își pun întrebarea din ce să facă Kevlar. Pentru a-l obține, se ia o soluție de clorură de calciu și metilpirolidonă. I se adaugă reactivi speciali, eliberând o substanță neobișnuită cu calitățile cristalelor lichide. Procesul se desfășoară la temperaturi scăzute.
La exterior, polimerul rezultat este o crustă sau un gel care este spălat și uscat. Apoi este trecut prin filete, în urma cărora se formează fibre, apoi se obțin fire. Nu este greu de ghicit ce sunt firele de Kevlar. Fibrele obținute sunt răsucite în fire, care formează deja produsul finit. După aceasta, sunt trimise a doua oară în baia de precipitare, spălate și uscate.
Vă rugăm să rețineți! Întrucât producerea de Kevlar implică dificultăți semnificative, inclusiv utilizarea acidului sulfuric, procesul este foarte costisitor.
Caracteristici și proprietăți tehnice
Caracteristicile tehnice și proprietățile Kevlarului sunt cu adevărat unice. Principala caracteristică este considerată a fi rezistența mecanică ridicată. În același timp, masa și densitatea sunt relativ mici.
Kevlarul este un material cu o rezistență unică la întindere și capacitate de autostingere. În același timp, nu arde și nu se topește. Numai la temperaturi de peste 430 de grade începe să se descompună. Ca urmare a expunerii la temperaturi ridicate, nu imediat, ci după un anumit timp, începe să-și piardă rezistența.
Este rezistent la solvenți organici și coroziune și are un modul de elasticitate ridicat. Sub influența temperaturilor scăzute, nu numai că nu se deteriorează, ci, dimpotrivă, devine mai rezistent. Este rezistent la tăieturi și are o conductivitate electrică specifică scăzută.
Domenii de aplicare ale Kevlarului
În ciuda utilizării și cererii sale pe scară largă, nu mulți oameni știu ce este Kevlarul. Deși această fibră de înaltă rezistență a găsit o mare varietate de aplicații timp de multe decenii.
Kevlarul este utilizat în principal în domenii în care următoarele caracteristici sunt importante:
- rezistență la uzură;
- stabilitate termică;
- duritate structurală scăzută;
- ușurință semnificativă;
- rezistență bună la o greutate redusă.
Prin urmare, este logic ca țesătura Kevlar să fie utilizată pentru fabricarea echipamentului individual de protecție, a diverselor articole de îmbrăcăminte pentru personalul militar și forțele speciale.
Industria aeronautică
Proprietățile Kevlarului, tipul de material din care este confecționat, sunt bine cunoscute în industria aviatică. Este utilizat în producția unui număr de vehicule aeriene fără pilot pentru a oferi protecție.
echipament individual de protecție
Proprietățile mecanice fac fibrele de Kevlar potrivite pentru producerea de armuri de protecție individuală. Din acesta sunt fabricate căști de luptă, veste antiglonț și măști balistice pentru protecția feței.
Datorită blindajului din Kevlar, forțele armate din diferite țări creează măști antiglonț și cagule speciale pentru echipajele vehiculelor blindate. În plus, cu ajutorul Kevlarului se realizează blindajul portavioanelor din clasa Nimitz.
Vestele antiglonț din fibră de Kevlar sunt considerate pe bună dreptate cele mai înalte calități. O astfel de armură poate oferi protecție împotriva loviturilor incidente ale armelor reci, poate slăbi impactul gloanțelor și poate proteja împotriva pătrunderii și răspândirii fragmentelor. Protecția este asigurată datorită ușurinței, rezistenței și durabilității relative unice a materialului utilizat.
În același timp, atunci când se acordă prioritate produselor din Kevlar, cum ar fi vestele antiglonț, trebuie ținut cont de faptul că polimerul are anumite aspecte. Deoarece armura este moale, nu va putea proteja împotriva unei împușcături directe sau a unei lovituri penetrante cu un cuțit sau o sulă. În astfel de scopuri, se dezvoltă modele speciale cu panouri rigide speciale. Un alt dezavantaj este fotosensibilitatea. Cu expunerea constantă și prelungită la lumina soarelui, materialul începe să se deterioreze treptat.
Întrucât firul de Kevlar este considerat un material scump, o „kevlarizare” generală nu a avut loc încă. Doar țările dezvoltate economic își pot permite să își echipeze armatele și unitățile cu produse tactile fabricate din acest material.
Protecție pentru mâini
Mănușile tactice cu inserții din Kevlar sunt folosite pentru a proteja mâinile de lovituri în cazul coliziunii cu dinții inamicului, precum și pentru a crește semnificativ impactul. Astfel de mănuși sunt numite și un fel de analog modern al articulațiilor. Astfel de accesorii sunt la mare căutare în rândul angajaților unităților specializate, precum și al pasionaților de sporturi extreme, pasionaților de activități în aer liber și luptătorilor de stradă. Această popularitate se explică prin durabilitate, rezistență la umiditate și lovituri, precum și prin căldură. Mâinile purtate în astfel de mănuși vor fi complet protejate.
Echipament sportiv
Snowboard-urile, bărcile, padelele, schiurile și căștile sport fabricate din Kevlar sunt ușoare și foarte durabile. Articolele sportive fabricate din acest material sunt preferate atât de amatori, cât și de sportivii profesioniști.
Acest material ajută la minimizarea transmiterii vibrațiilor, asigurând rezistența la sarcini de deformare fără deteriorare. Datorită plasticității materialului, produsele sunt protejate de diverse daune grave, precum și de strivire. În plus, este complet sigur și fiabil chiar și sub influența unor sarcini puternice.
Printre altele, Kevlarul este folosit pentru căptușeala unor anvelope de bicicletă. Este ceea ce minimizează riscul de pană. Rachetelor de tenis de masă li se adaugă straturi de Kevlar. Acest lucru crește reculul și reduce greutatea. Materialul este folosit pentru a fabrica îmbrăcăminte sigură pentru motocicliști. Este folosit în special pentru a înlocui elementele din plastic pentru a proteja umerii și coatele.
Alte domenii de aplicare
Indicatorii de stabilitate chimică și mecanică ridicați, precum și rezistența Kevlarului asigură utilizarea sa largă în diverse domenii. Acest material este considerat unul dintre cele mai avansate din lumea modernă.
Cel mai adesea este utilizat în următoarele scopuri:
- Ca fibră de armare - utilizată pentru a face materialul ușor și rezistent. Este folosită pentru a întări cablurile și a le proteja de rupere și întindere.
- În procesul de producere a protezelor ortopedice.
- Pentru producția de frânghii - produsele se disting prin rezistența la coroziune, fiabilitate, greutate redusă și neconductivitate. Datorită acestor caracteristici, frânghiile sunt utilizate pe scară largă în construcțiile navale și minerit, înlocuind cablurile de oțel.
- Pentru a obține un material hibrid numit carbon-kevlar, acesta este folosit pentru a construi carene de ambarcațiuni capabile să dezvolte viteze semnificative.
- Pentru producerea celui mai nou material de construcție super-rezistent numit beton Kevlar - folosit pentru a face dale de pavaj, piatră de fațadă pentru pereți, monumente, borduri, trepte și multe altele. În același timp, astfel de materiale de construcție sunt destul de scumpe din cauza Kevlarului utilizat.
- Pentru producerea firului de pescuit - dacă o persoană se ocupă cu pescuitul profesional, atunci acordă preferință doar echipamentelor de înaltă calitate. De asemenea, o mănușă din Kevlar va fi indispensabilă pentru pescuit, în special la prinderea somnului sau a știucii.
- Pentru fabricarea protecției carterului - oferă un nivel ridicat de rezistență la deteriorări mecanice. Este stabil la căldură și are un grad ridicat de rezistență la substanțe chimice. În același timp, compozitul Kevlar este comparativ mai ieftin.
Fibra de Kevlar este utilizată astăzi într-o varietate de domenii. Este aproape imposibil să ne imaginăm protecția pasivă fără acest material, iar vestele antiglonț și căștile au salvat deja multe vieți.
