Въпреки факта, че кевларените влакна са изобретени преди много години, хората продължават да бъдат изумени от техните уникални свойства. Материалът е революционизирал областта на тъканите, предназначени за защита, благодарение на своите параметри и характеристики.
Кевлар: Какво е това всъщност?
Плат, изработен от синтетични влакна с кристална структура, се нарича кевлар. Невероятната здравина на тъканта се осигурява от бензоловия пръстен, който се намира в напречното сечение на кристала. Според своите характеристики материалът е по-здрав и по-издръжлив от метала, като същевременно е много тънък и лек.
Всеки се запознава с кевлара по различен начин, всеки научава какво е той от определени житейски ситуации. Съвременните младежи са запознати с материала благодарение на играта Rast, в която на героите се предлага да си купят броня и боеприпаси, изработени от него. По-старото поколение свързва влакното със защитно облекло и спортна екипировка.
Накратко за произхода
През далечната 1975 г. материал, наречен кевлар, е представен за първи път на пазара и веднага започва да се радва на огромно търсене, което само се увеличава всеки ден. Този уникален полимер е получен в лабораториите на световноизвестния концерн DuPont. Официално за негов създател се смята химикът Стефани Кволек.
По това време се е използвал за гуми като подсилващ материал. По-късно намира приложение в различни композитни материали, спортна екипировка и кабелни продукти. Кевларената тъкан започва да се използва за производството на лични предпазни средства.
Производство на кевларена тъкан
След като за първи път научават за този материал, много хора си задават въпроса от какво да направят кевлар. За да се получи, се взема разтвор от калциев хлорид и метилпиролидон. Към него се добавят специални реактиви, освобождаващи необичайно вещество с качествата на течни кристали. Процесът се провежда при ниски температури.
Отвън полученият полимер е трохи или гел, който се измива и суши. След това се прекарва през центрофуги, в резултат на което се образуват влакна, а след това се получават нишки. Не е трудно да се досетите какво представляват кевларените нишки. Получените влакна се усукват в нишки, които вече образуват готовия продукт. След това те се изпращат втори път в утаителната вана, измиват се и се сушат.
Моля, обърнете внимание! Тъй като производството на кевлар е свързано със значителни трудности, включително използването на сярна киселина, процесът е много скъп.
Технически характеристики и свойства
Техническите характеристики и свойства на кевлара са наистина уникални. Основната характеристика се счита за висока механична якост. В същото време масата и плътността са сравнително ниски.
Кевларът е материал с уникална устойчивост на разтягане и самозагасваща способност. В същото време той не гори и не се топи. Едва при температури над 430 градуса започва да се разлага. В резултат на излагане на високи температури, не веднага, а след определено време, той започва да губи здравината си.
Устойчив е на органични разтворители и корозия, и има висок модул на еластичност. Под въздействието на ниски температури не само не се влошава, а напротив, става по-здрав. Устойчив е на порязвания и има ниска специфична електрическа проводимост.
Области на приложение на кевлар
Въпреки широкото му използване и търсене, не много хора знаят какво е кевлар. Въпреки че това високоякостно влакно намира голямо разнообразие от приложения в продължение на много десетилетия.
Кевларът се използва главно в области, където следните характеристики са важни:
- устойчивост на износване;
- термична стабилност;
- ниска структурна твърдост;
- значителна лекота;
- добра здравина при ниско тегло.
Следователно е логично кевларената тъкан да се използва за направата на лични предпазни средства, различни дрехи за военни и специални части.
Авиационна индустрия
Свойствата на кевлара, какъв материал е, са добре известни в авиационната индустрия. Той се използва в производството на редица безпилотни летателни апарати за осигуряване на защита.
Лични предпазни средства
Механичните свойства правят кевларените влакна подходящи за производството на лична бронежилетка. От тях се изработват бойни каски, бронежилетки и балистични маски за защита на лицето.
Благодарение на кевларената броня, въоръжените сили на различни страни създават специални бронирани маски и балаклави за екипажите на бронирани машини. Освен това, именно с помощта на кевлар се извършва бронирането на самолетоносачите клас „Нимиц“.
Бронежилетките от кевларени влакна с право се считат за най-висококачествени. Такава броня може да осигури защита от плъзгащи удари на хладни оръжия, да отслаби удара на куршуми и да предпази от проникване и разпространение на фрагменти. Защитата се осигурява благодарение на уникалната лекота, здравина и относителна издръжливост на използвания материал.
В същото време, когато се дава предпочитание на продукти от кевлар, като например бронежилетки, трябва да се вземе предвид, че полимерът има определени аспекти. Тъй като бронята е мека, тя няма да може да предпази от изстрел от упор или проникващ удар с нож или шило. За такива цели се разработват специални модели със специални твърди панели. Друг недостатък е фоточувствителността. При постоянно и продължително излагане на слънчева светлина материалът започва постепенно да се влошава.
Тъй като кевларената нишка се счита за скъп материал, все още не е настъпила обща „кевларизация“. Само икономически развитите страни могат да си позволят да оборудват своите армии и части с тактилни продукти, изработени от този материал.
Защита на ръцете
Тактическите ръкавици с кевларени пластини се използват за предпазване на ръцете от повреди при сблъсък със зъбите на противника, както и за значително увеличаване на удара. Такива ръкавици се наричат още един вид съвременен аналог на месингови боксове. Такива аксесоари са с голямо търсене сред служителите на специализирани подразделения, както и сред любителите на екстремни спортове, любителите на дейности на открито и уличните бойци. Тази популярност се обяснява с издръжливостта, устойчивостта на влага и повреди, както и с топлината. Ръцете в такива ръкавици ще бъдат напълно защитени.
Спортна екипировка
Сноубордове, лодки, гребла, ски и спортни каски, изработени от кевлар, са леки и изключително издръжливи. Спортните стоки, изработени от този материал, са предпочитани както от аматьори, така и от професионални спортисти.
Именно този материал помага за минимизиране на предаването на вибрации, осигурява издържане на деформационни натоварвания без повреди. В резултат на пластичността на материала, продуктите са защитени от различни сериозни повреди, смачкване. Освен това, той е напълно безопасен и надежден дори под въздействието на високи ударни натоварвания.
Освен всичко друго, кевларът се използва за облицовката на някои велосипедни гуми. Това е, което минимизира риска от спуквания. Слоеве кевлар се добавят към ракетите за тенис на маса. Това увеличава отскока и намалява теглото. Материалът се използва за направата на безопасно облекло за мотоциклетисти. Използва се особено за заместване на пластмасови елементи за защита на раменете и лактите.
Други области на приложение
Високите показатели за химическа и механична стабилност, както и здравината на кевлара, осигуряват широкото му приложение в различни области. Този материал се счита за един от най-високотехнологичните в съвременния свят.
Най-често се използва за следните цели:
- Като подсилващо влакно - използва се, за да направи материала лек и здрав. Използва се за укрепване на кабелите и предпазването им от скъсване и разтягане.
- В процеса на производство на ортопедични протези.
- За производството на въжета - продуктите се отличават със своята устойчивост на корозия, надеждност, ниско тегло и непроводимост. Благодарение на тези характеристики, въжетата се използват широко в корабостроенето и минното дело, замествайки стоманените кабели.
- За да се получи хибриден материал, наречен карбон-кевлар, той се използва за изграждане на корпуси на лодки, способни да развиват значителни скорости.
- За производството на най-новия свръхздрав строителен материал, наречен кевларен бетон - използва се за направата на тротоарни плочи, фасаден камък за стени, паметници, бордюри, стъпала и много други. В същото време подобни строителни материали са доста скъпи поради използвания кевлар.
- За производството на риболовна линия - ако човек се занимава професионално с риболов, тогава той дава предпочитание само на висококачествена екипировка. Също така, кевларена ръкавица ще бъде незаменима за риболов, особено при улов на сом или щука.
- За производството на защита на картера - осигурява високо ниво на устойчивост на механични повреди. Термостабилен е и има висока степен на устойчивост на химикали. В същото време, кевларният композит е сравнително по-евтин.
Кевларените влакна се използват в най-различни области днес. Почти невъзможно е да си представим пасивна защита без този материал, а бронежилетките и каските вече са спасили много животи.
