Trots att Kevlarfiber uppfanns för många år sedan fortsätter människor att förundras över dess unika egenskaper. Materialet har revolutionerat området för tyger som är utformade för skydd tack vare sina parametrar och egenskaper.
Kevlar: Vad är det egentligen?
Ett tyg tillverkat av syntetfiber med kristallin struktur kallas kevlar. Tygets otroliga styrka kommer från bensenringen, som ligger i kristallens tvärsnitt. Materialet är starkare och mer hållbart än metall, samtidigt som det är mycket tunt och lätt.
Alla lär känna Kevlar på olika sätt, alla lär sig vad det är från olika livssituationer. Modern ungdom är bekant med materialet tack vare spelet Rast, där karaktärer erbjuds att köpa rustningar och ammunition gjorda av det. Den äldre generationen förknippar fibern med skyddskläder och sportutrustning.
Kortfattat om ursprunget
År 1975 introducerades ett material som kallas Kevlar för första gången på marknaden och började omedelbart åtnjuta en enorm efterfrågan, som bara ökar för varje dag. Denna unika polymer erhölls i laboratorierna hos det världsberömda DuPont-företaget. Officiellt anses dess skapare vara kemisten Stephanie Kwolek.
Vid den tiden användes det som armeringsmaterial till däck. Senare fann det tillämpning i olika kompositmaterial, sportutrustning och kabelprodukter. Kevlartyg började användas för tillverkning av personlig skyddsutrustning.
Kevlar-tygproduktion
Efter att först ha lärt sig om detta material ställer sig många frågan om vad man ska tillverka kevlar av. För att få det tas en lösning av kalciumklorid och metylpyrrolidon. Speciella reagenser tillsätts, vilket frigör ett ovanligt ämne med egenskaperna hos flytande kristaller. Processen utförs vid låga temperaturer.
På utsidan är den resulterande polymeren en smula eller gel som tvättas och torkas. Sedan passerar den genom spinnmunstycken, varigenom fibrer bildas och sedan trådar erhålls. Det är inte svårt att gissa vad kevlartrådar är. De erhållna fibrerna tvinnas till trådar, som redan bildar den färdiga produkten. Därefter skickas de en andra gång till utfällningsbadet, tvättas och torkas.
Observera! Eftersom produktionen av Kevlar innebär betydande svårigheter, inklusive användning av svavelsyra, är processen mycket dyr.
Tekniska egenskaper och egenskaper
Kevlars tekniska egenskaper är verkligen unika. Huvuddragen anses vara hög mekanisk hållfasthet. Samtidigt är massan och densiteten relativt låg.
Kevlar är ett material med unik motståndskraft mot sträckning och självsläckande förmåga. Samtidigt varken bränner eller smälter det. Först vid temperaturer över 430 grader börjar det sönderfalla. Som ett resultat av exponering för höga temperaturer, inte omedelbart, utan efter en viss tid, börjar det förlora sin styrka.
Den är resistent mot organiska lösningsmedel och korrosion och har en hög elasticitetsmodul. Under påverkan av låga temperaturer försämras den inte bara inte, utan blir tvärtom starkare. Den är skärbeständig och har låg specifik elektrisk ledningsförmåga.
Användningsområden för Kevlar
Trots dess utbredda användning och efterfrågan är det inte många som vet vad kevlar är. Även om denna höghållfasta fiber har funnit en mängd olika tillämpningar under många decennier.
Kevlar används huvudsakligen i områden där följande egenskaper är viktiga:
- slitstyrka;
- termisk stabilitet;
- låg strukturell hårdhet;
- betydande lätthet;
- god styrka vid låg vikt.
Därför är det logiskt att Kevlar-tyg används för att tillverka personlig skyddsutrustning, olika kläder för militär personal och specialstyrkor.
Flygindustrin
Kevlars egenskaper, och vilken typ av material det är, är välkända inom flygindustrin. Det används i produktionen av ett antal obemannade flygfarkoster för att ge skydd.
Personlig skyddsutrustning
Mekaniska egenskaper gör kevlarfibrer lämpliga för tillverkning av personligt skyddsvästskydd. Stridshjälmar, skottsäkra västar och ballistiska masker för ansiktsskydd tillverkas av det.
Tack vare Kevlar-rustning skapar de väpnade styrkorna i olika länder speciella skottsäkra masker och balaklavor för besättningar på pansarfordon. Dessutom är det med hjälp av Kevlar som rustningen på Nimitz-klassens hangarfartyg utförs.
Kevlarfiberskottsäkra västar anses med rätta vara av högsta kvalitet. Sådana rustningar kan ge skydd mot blickande slag från kalla vapen, försvaga kulornas inverkan och skydda mot penetration och spridning av fragment. Skyddet ges tack vare den unika lättheten, styrkan och den relativa hållbarheten hos det använda materialet.
Samtidigt, när man föredrar Kevlar-produkter, såsom skottsäkra västar, bör man beakta att polymeren har vissa aspekter. Eftersom rustningen är mjuk kommer den inte att kunna skydda mot ett skott från nära håll eller ett penetrerande slag med en kniv eller en syl. För sådana ändamål utvecklas speciella modeller med speciella styva paneler. En annan nackdel är ljuskänslighet. Vid konstant och långvarig exponering för solljus börjar materialet gradvis försämras.
Eftersom kevlartråd anses vara ett dyrt material har en generell "kevlarisering" ännu inte skett. Endast ekonomiskt utvecklade länder har råd att utrusta sina arméer och enheter med taktila produkter tillverkade av detta material.
Handskydd
Taktiska handskar med Kevlar-plattinsatser används för att skydda händerna från skador vid kollisioner med fiendens tänder, samt för att avsevärt öka effekten. Sådana handskar kallas också en slags modern analog till knogjärn. Sådana tillbehör är mycket efterfrågade bland anställda i specialiserade enheter, såväl som extremsportentusiaster, friluftsentusiaster och gatufighters. Sådan popularitet förklaras av hållbarhet, motståndskraft mot fukt och skador, samt värme. Händerna i sådana handskar kommer att vara helt skyddade.
Sportutrustning
Snowboards, båtar, paddlar, skidor och sporthjälmar tillverkade av kevlar är lätta och mycket slitstarka. Sportartiklar tillverkade av detta material föredras av både amatörer och professionella idrottare.
Det är detta material som hjälper till att minimera vibrationsöverföring och säkerställer att det motstår deformationsbelastningar utan skador. Tack vare materialets plasticitet skyddas produkterna från olika allvarliga skador, inklusive krossning. Dessutom är det helt säkert och tillförlitligt även under påverkan av höga stötbelastningar.
Kevlar används bland annat för beläggning av vissa cykeldäck. Det är det som minimerar risken för punkteringar. Lager av kevlar läggs till i bordtennisracketar. Detta ökar returen och minskar vikten. Materialet används för att tillverka säkra kläder för motorcyklister. Det används särskilt för att ersätta plastelement för att skydda axlar och armbågar.
Andra tillämpningsområden
Höga kemiska och mekaniska stabilitetsindikatorer, liksom Kevlars styrka, säkerställer dess breda tillämpning inom olika områden. Detta material anses vara ett av de mest högteknologiska i den moderna världen.
Oftast används den för följande ändamål:
- Som armeringsfiber – används för att göra materialet lätt och starkt. Det används för att stärka kablar och skydda dem från brott och sträckning.
- I processen att tillverka ortopediska proteser.
- För tillverkning av rep utmärker sig produkterna genom sin korrosionsbeständighet, tillförlitlighet, låga vikt och bristande ledningsförmåga. På grund av dessa egenskaper används rep i stor utsträckning inom varvsindustrin och gruvdrift, och ersätter stålkablar.
- För att få fram ett hybridmaterial som kallas kol-kevlar används det för att bygga båtskrov som kan utveckla betydande hastigheter.
- För produktion av det nyaste superstarka byggmaterialet som kallas kevlarbetong - används för att tillverka markplattor, fasadsten för väggar, monument, trottoarkanter, trappor och mycket mer. Samtidigt är sådana byggmaterial ganska dyra på grund av den kevlar som används.
- För produktion av fiskelina - om en person fiskar professionellt, föredrar han endast högkvalitativ utrustning. En Kevlar-handske är också oumbärlig för fiske, särskilt när man fångar havskatt eller gädda.
- För tillverkning av vevhusskydd - ger hög motståndskraft mot mekaniska skador. Den är värmestabil och har hög motståndskraft mot kemikalier. Samtidigt är Kevlar-kompositen jämförelsevis billigare.
Kevlarfiber används inom en mängd olika områden idag. Det är nästan omöjligt att föreställa sig passivt skydd utan detta material, och skottsäkra västar och hjälmar har redan räddat många liv.
