Области применения кевлара
Процесс совершенствования свойств кевлара происходит постоянно, и в настоящее время выпускается несколько разновидностей этого уникального волокна, ориентированных на определенную область применения. Среди них такие марки, как:
- К29, который применяется для повышения прочности кабелей, армирования шин, шлангов и в военной промышленности (индивидуальных защитных средств и брони);
- К49 – высокомодульное волокно для оптоволоконной продукции, армирования композитов, изготовления ткани, спортивных аксессуаров, судостроения, авиационно-космического комплекса;
- К2100 – цветные нити, которые используют для оплетки канатов и кабелей, производства защитной одежды и аксессуаров;
- К119 – с повышенной гибкостью, применяется для армирования резиновых изделий;
- АР (advanced performance) – кевлар нового поколения, прочность которого на 15% выше. чем у базовой марки К29;
- КМ2 и КМ2+ — высокопрочное волокно для изготовления бронежилетов, пуленепробиваемых шлемов и других средств защиты военных и работников силовых структур;
- ХР – композитный материал на основе смолы повышенной вязкости и кевлара КМ2+.
Отдельно следует выделить кевларовые волокна с алюминиевым покрытием, которые способны выдерживать температуру до 500 градусов. Они способны защитить от брызг металла, контакта с раскаленными поверхностями и даже какое-то время от открытого пламени и используются в защитных костюмах для пожарных, металлургов, работников других опасных профессий.
Кроме применения волокна для разнообразных технических конструкций, ткань кевлар является основой наиболее распространенной защитной одежды. Изобретательница этого материала Стефани Кволек считала своим главным достижением спасение множества жизней благодаря кевларовым бронежилетам, шлемам и другим средствам защиты, которые сейчас используются военными подразделениями НАТО. Опытным путем было установлено, что надежную защиту от пули обеспечивают семь слоев материала. При этом кевларовые слои покрывают водостойким светонепроницаемым материалом, чтобы не допустить уменьшения прочности вследствие намокания или воздействия ультрафиолета.
Распространенной является также ткань кевлар, созданная путем армирования обычного материала полиарамидными волокнами. Она характеризуется повышенной прочностью и долговечностью и может быть использована для создания защитных костюмов и аксессуаров работникам различных профессий. Также кевларовый материал находит применение в виде вставок в обычную одежду, износостойких и непрокалывающихся стелек, защитных перчаток и т.п. Такие аксессуары ценятся работниками силовых подразделений, любителями экстремальных видов спорта и людьми, ведущими активный образ жизни, в частности, страйкболистами, сноубордистами, байкерами. Хотя ткань кевлар стоит довольно дорого (порядка 30 долларов за квадратный метр), ее надежность и защитные свойства вполне оправдывают такие расходы.
Недостатки
Ткань из кевлара практически не имеет недостатков, если учитывать ее назначение. Но слабые места имеются и у арамидного волокна. Длительное нагревание и пребывание под солнечными лучами снижает прочность материала. Но речь идет об интенсивной эксплуатации сотни часов подряд. Намокшая ткань также теряет часть своих уникальных свойств, поэтому при эксплуатации кевлара в условиях повышенной влажности его укрепляют и пропитывают.
Материал не обладает эстетической привлекательностью, но это нельзя назвать минусом, если вспомнить, для какой цели был изобретен полимер. Он не используется при пошиве уличной одежды, а потому не нуждается в улучшенных декоративных свойствах.
Нейлон — общее название материалов и волокон из полиамида
Бамбуковое волокно — материал, получаемый из целлюлозного волокна, выработанного из бамбука
Алова — современный многослойный материал с мембранным покрытием
Область применения
Усиленная нитка необходима для укрепления волоконно-оптических кабелей по всей длине. Ее применяют в качестве защитного покрытия и армирования основы. Материал используется в различных областях: судостроении, авиации, военной промышленности, производстве спортивного, туристического и медицинского инвентаря.
Из полимера производят палатки, зонты, авто- и мотоэкипировку. В продаже можно встретить лодки, катера и яхты из кевлара, тросы, используемые в горной промышленности, ортопедические изделия. Популярность приобрели телефонные чехлы из полимера с уникальной прочностью и малым весом. Рыбаки охотно приобретают кевларовые поводки на щуку, а сварщики и пожарники используют страховочную привязь кевлар 650к при работах на высоте.
Музыканты также знают, что такое кевлар. Так, кевларовая сетка используется в акустических или электронных барабанных установках, а теннисисты пользуются ракетками с кевларовыми струнами. В спортивной среде материал нашел широкое применение. Перчатки для сноуборда из полимера отличаются невероятной прочностью и удобны в эксплуатации. Из кевлара также изготавливают альпинистские веревки и тросы.
В производстве военной одежды используется как кевларовая ткань, так и отдельные нити для армирования. Пистолетный страховочный шнур из кевлара защитит от потери или хищения оружия.
Одежда и обувь
Специализированная экипировка из полимера обойдется в круглую сумму, но она себя полностью оправдывает. Мотоджинсы с кевларом защитят от травм при выполнении трюков. Также профессиональным гонщикам и любителям экстремальной мотоезды рекомендованы перчатки кевлар, куртка и обувь из кевлара. Туристы, скалолазы и бегуны смогут примерить новинку рынка – носки из кевлара. Это неветряное прочное изделие, не склонное к истиранию.
Стрелкам производители военной экипировки подготовили тактические перчатки – изделия, защищающие руки во время стрельбы. Для любителей активного отдыха разработана специализированная обувь: ботинки мотор 10 кевлар, раббер кевлар и др.
Ассортимент усиленной одежды поражает. Потребителям доступны перчатки с кевларом, а также специализированные краги. Для повышенной защиты в экстремальных условиях подойдут джинсы и рубашки из кевлара, кофты и куртки, головные уборы. В список востребованной одежды с кевларом в первую очередь входят жилеты с защитными характеристиками. Однако в продаже найдется и такая неординарная вещь, как толстовка из кевлара, которая подойдет для туризма или спорта.
Средства защиты
Кевларовое волокно также используется при производстве аварийных стоп-тросов, канатов, средств индивидуальной защиты. Полимерные пластины для бронежилетов применяются давно. Они доказали свою прочность и защитные свойства. Усиленные вставки способны выдержать не только напор огнестрельного оружия, но и взрывную волну.
Характеристики кевларовых жилетов уникальны и до сих пор не превзойдены. Требуется несколько слоев материала для достижения необходимой прочности. Но малый вес и низкая плотность арамидного волокна компенсируют многослойность. По этой причине кевларовый бронежилет считается одним из лучших в военном деле.
От: admin
Эта тема закрыта для публикации ответов.
Что такое кевлар
Итак, кевлар – что это такое? Представляем вашему вниманию ткань из синтетического волокна с кристаллической структурой. В сечении одного такого кристалла лежит бензольное кольцо , и именно это придает кевларовой ткани невероятную прочность. Если сравнивать эту материю со сталью, кевлар окажется прочнее и крепче в пять раз. Что интересно, когда проводили тестовые испытания материала, ученые грешили на лабораторные приборы, думали, что оборудование неисправно – настолько невероятными были показатели.
При этом ткань кевлар тонкая и легкая – один метр весит от 30 до 60 грамм, в зависимости от длины нити. Впрочем, к свойствам материи мы еще вернемся, а достоинств у нее не мало.
Наглядно увидеть, что это за материал — кевлар, можно в нашей подборке фото.
Кстати, из чего делают кевлар? Конечно же, мы расскажем о технологии изготовления этой удивительной материи:
- Сам процесс производства кевлара не из дешевых, именно это и обуславливает его конечную высокую стоимость – от тридцати долларов за квадратный метр
- Сам кевлар является полимером и получается в результате процесса поликонденсации, который осуществляется при очень низкой температуре в специальном растворе
- Если точнее, берется раствор хлористого кальция и метил-пирролидона, в него добавляются реагенты, которые, в свою очередь, выделяют жидкокристаллическое вещество.
- Такое вещество визуально представляет собой крошку или гель. На следующем этапе получившуюся субстанцию промывают и высушивают
- Теперь полученный полимер получают через специальные высокопрочные формы – чтобы получить нить или волокно. На этом этапе используется серная кислота, которая и делает процесс дорогостоящим
В результате получается материя с уникальными свойствами:
- Высочайшая прочность, материал невозможно порвать, порезать или растянуть. Этот показатель имеет свойство увеличиваться при понижении температуры
- А вот плотность при этом не высокая, всего 30-60 г/кв.метр. Для сравнения, плотность ткани, из которой сшиты ваши джинсы – 400 г/кв.метр.
- Полимер устойчив к воздействию химических веществ
- Он не горит, не тлеет и не плавится при воздействии высоких температур, однако, становится менее прочен при нагреве более чем до 150 градусов. Терморазлагается кевларовое волокно при температуре 430-450 градусов
- Кевлар абсолютно не токсичен
- Не подвержен коррозии
- Имеет низкую электропроводность
Учитывая все описанные свойства, сложно представить, что эта ткань, к тому же, мягкая, гигроскопичная и воздухопроницаемая – вещи из нее довольно комфортно носить.
Однако, есть у кевлара и слабые стороны. Так, ткань теряет прочность при намокании, нагревании, а также при длительном воздействии ультрафиолетовых лучей.
Изготовление и состав
Карбоновое полотно делают из тончайших нитей углерода диаметром 3-15 мкм, которые получают из полимерных материалов или органических волокон методом окисления, т. е. термической обработкой. Обугливание проводится в воздушной среде на протяжении суток при постоянной температуре 250 °C.
Затем углеродное волокно подвергают карбонизации. Материал помещают в автоклав с инертным газом, прокаливают при 800-1500 °C. Во время термической обработки происходит пиролиз: из волокон уходят летучие компоненты, а в структуре образуются новые связи. Далее готовый продукт проходит графитизацию – максимальное насыщение углеродом в автоклаве с инертным газом при 1600-3000 °C. Чем выше температура и дольше процесс, тем качественней, прочней становится волокно.
В зависимости от примененной технологии углеродные нити бывают резаными короткими или непрерывными (наматываются на бобины).
Изготовление углепластиковой ткани начинается с карбоновой сетки, для которой используются разные способы плетения: полотняное, саржевое, жаккардовое, сатиновое. Чтобы придать углепластику прочность и надежность, нити укладывают под определенным углом, меняя его каждый раз в следующем слое.
Готовое основовязаное полотно карбона скрепляют клеящими составами. Обычно применяются различные смолы: полиэфирные, винилэфирные, эпоксидные.
В производстве карбоновой ткани используют два метода:
| Способ | Особенности |
|---|---|
| Мокрый | Подготовленную сетку из волокон укладывают в автоклав в специальную форму. Пропитывают эпоксидными смолами, затем подвергают давлению свыше 10 атм. и полимеризации при 150 °C |
| Сухой | Для отвержения волокон используют более высокое давление – до 32 атм., температуру 200 °C. Благодаря этому получают карбон слоем 0,5 мм – тоньше, чем при мокром способе. |
В зависимости от предназначения основовязаной ткани, углеродные волокна подвергаются дополнительному армированию. Процесс проводят с помощью каучука, кевлара, пр. материалов.
Что это такое и для чего нужны?
Кевларовые перчатки отличаются высокой прочностью. Их используют для защиты от проколов и порезов.
Кевлар – это термостойкое и прочное синтетическое волокно, связанное с другими арамидами.
Химическое строение арамидов отличает их от других искусственных и природных волокон, что и делает кевлар уникальным. Любое изделие из описываемого материала, в том числе и перчатки, обладает приличной жёсткостью, ударной вязкостью и термостойкостью. Кроме того, они устойчивы ко многим химическим веществам и растворителям, используемым в современной промышленной среде.
Материал был разработан американским химиком Стефани Кволек в 1965 году.
Чтобы синтезировать волокно, потребуется использовать метод поликонденсации. Для протекания процесса создают условия с низкой температурой. В раствор добавляют необходимые реагенты, затем все тщательно перемешивают.
Когда наблюдается выделение полимера, который выпадает в осадок в виде крошки, иногда геля, его собирают и сушат.
Для растворения полимера используют кислоты, нередко серную. Далее, применяется метод экструзии — таким способом формируют волокна или нити, которые, в свою очередь, отправляются в осадительную ванну. Их потребуется снова вымыть и просушить.
Сегодня есть несколько марок кевлара:
- К-29;
- К-49;
- К-100;
- К-119;
- К-129;
- АР;
- ХР;
- КМ2.
У каждой марки своя сфера применения. К примеру, К-29 применяется при изготовлении брони, кабелей и даже тормозных колодок. Также в кабельной промышленности используется и К-49. Для получения ткани с особыми свойствами используется марка КМ2. Высокопрочный материал был впервые использован в коммерческих целях в начале 1970-х годов в качестве замены стали в гоночных шинах.
Рабочие защитные перчатки из кевлара обладают высоким коэффициентом прочности. Это изделие широко используют в промышленности. Повара, рыбаки, ландшафтные дизайнеры, мясники и строители обычно также носят такие перчатки.
Изделия с кевларовой нитью обладают небольшим весом. Они устойчивы к высокой температуре, механическим воздействиям и не проводят электричество. Они не загорятся и не расплавятся. Волокна, используемые в таких перчатках, такие же прочные, как сталь. Они призваны защищать пользователя от стекла, абразивов, лезвий и листового металла. Аквалангисты иногда носят это изделие, чтобы защитить руки от порезов об острые кораллы и скалы.
Одним из недостатков кевлара является то, что его легко разрушает воздействие ультрафиолета. Поэтому перчатки нельзя использовать в областях, где приходится постоянно держать руки на солнце.
Перчатки из описываемого материала бывают нескольких разновидностей. Одни способны выдерживать работу в агрессивных средах, другие изготавливают жаростойкими. Последние не плавятся и защищают руки при температуре даже +282 С.
При разделке большой рыбы повара-профессионалы правильно, с тактической точки зрения, подходят к процессу и вооружаются не только особо острым и длинным ножом, но и таким изделием. Изготавливаются кевларовые перчатки без швов. На рынке большой выбор размеров, поэтому подобрать модель на свою руку несложно. Такие изделия широко используются не только в промышленности, но и в спорте. В качестве примера можно привести лыжников, бейсболистов и даже мотогонщиков.
Структура и свойства
Когда кевлар прядут, у получающегося волокна есть предел прочности приблизительно 3 620 МПа и относительная плотность 1,44. Полимер должен, его высокая прочность ко многим сковывают связи. Эти межмолекулярные водородные связи формируются между карбонильными группами и центрами NH. Дополнительная сила получена из ароматических взаимодействий укладки между смежными берегами. Эти взаимодействия имеют большее влияние на кевлар, чем взаимодействия Ван-дер-Ваальса и длина цепи, которые, как правило, влияют на свойства других синтетических полимеров и волокон, таких как Dyneema. Присутствие солей и определенных других примесей, особенно кальция, могло вмешаться во взаимодействия берега, и заботу соблюдают, чтобы избежать включения в его производство. Структура кевлара состоит из относительно твердых молекул, которые имеют тенденцию формировать главным образом плоские подобные листу структуры скорее как шелковый белок.
История
Стефани Кволек в 1986 году. Открытие ознаменовало прорыв в разработке новых полимерных материалов. В начале шестидесятых годов компания DuPont была заинтересована в получении волокна, более прочного, чем нейлон (полиамид 6,6). До этого растворы, используемые для формирования волокон, были прозрачными, поэтому, когда они получали опалесцирующие растворы при работе с поли (пара-фенилен-терефталамидами) и поли (бензамидами) , от них отказывались. Опалесценции были связана с кристаллической природой этих растворов (жидкие кристаллы), то относительно нового для того времени , и для этой конкретной области. Несмотря на это, однажды Кволекрешил раскрутить продукт из тех решений. В результате получилось волокно, более прочное, чем нейлон, который сегодня является синонимом высокой прочности и в настоящее время используется более чем в 200 различных областях применения.
Позже было обнаружено, что паучий шелк также образуется из раствора жидких кристаллов способом, аналогичным синтезу кевлара , , но с другим составом.
Позже компания Akzo разработает новый метод обработки поли (пара-фенилен-терефталамида), используя в качестве растворителя N-метилпирролидон, менее вредный, чем тот, который ранее использовался DuPont, гексаметилфосфорамид , он также будет использовать этот метод и это привела к патентной войне , которая еще больше мифологизировала историю разработки и производства этого материала.
Кевлар и Дайнима: что лучше?
Однозначно ответить на этот вопрос сложно, поскольку каждый из материалов имеет свое назначение и, следовательно, характеристики их сравнивать необходимо с учетом этого. Пытаясь обобщить особенности каждого материала можно с уверенностью сказать, что по прочности при растяжении, растяжимости и поглощению вибраций арамид и Dyneema находятся приблизительно на одном уровне.
По другим характеристикам чаши весов склоняются в ту, либо иную сторону. Например, Dyneema превосходит Кевлар по ряду характеристик, к которым следует отнести:
- прочность;
- упругость;
- износостойкость;
- устойчивость к рывкам;
- малый вес;
- устойчивость к УФ излучению и химическим веществам;
- исключительную водостойкость.
Одновременно уступая арамиду по термостойкости, предельной скручиваемости и вязкости полотна.В последнее время наблюдаются тенденции, позволяющие использовать достоинства обоих волокон. Практическим примером такого «союза» могут служить мотоджинсы, использующие в составе ткани оба типа волокна.
В каталоге компании «ИЦТМ-ПЕТРОКАНАТ» Вы найдете высококачественные шнуры из Dyneema, шнуры арамидные и ленты из арамида, арамидную нить.
Изобретение нового материала кевлар
Получение кевлара в первый раз произошло случайно, в результате экспериментов сотрудниками фирмы DuPont, которая также известна как крупный производитель нейлона. Произошло это в 1964 году. Только через год они смогли понять, как у них получилось изобрести необычное волокно, которое смягчало удары за счет их поглощения и не пропускало даже пулю огнестрельного оружия.
Они разобрались, из чего они сделали кевлар и по какой технологии действовали. Такая информация даже зафиксирована в википедии. Из нее можно узнать, кто изобрел, сотрудником какой компании он был получен, какой состав и какова технология получения нити.
Итак, такой материал, как kevlar был изобретен химиком Стефани Кволеком. Она только пришла на работу и стажировалась. Девушка видела себя в сфере медицины, однако ее очень заинтересовало химическое производство, и она начала экспериментировать.
Химик делала много экспериментов в поисках сверхпрочного материала. Она решила попробовать его изготовить из такого полимера, как полиарамид. Сырьевой материал расплавили и пропустили через отверстия, в результате чего получились полимерные нити.
Сложности возникли на этапе обработки полиарамида, поскольку он не плавился. Его решили извлечь из раствора, предварительно растворив вещество в растворителе. Его также долго искали, поскольку не каждый состав идеально поглощал в себе полимер без образования мути.
После того, как растворитель, наконец, был найден, оказалось, что из полученного с его помощью раствора после специальной обработки получаются нити. А результат превзошел ожидания – полученный материал был очень прочный. Его сравнили со сталью и дали более высокие отметки.
Впервые в продаже кевлар появился в 1975 году. Примерно в это же время были созданы его аналоги – тварон и СВМ, однако по характеристикам они значительно уступали кевлару.
Что такое кевлар и кевларовые волокна: описание свойств нити и тканей
Несмотря на то, что кевларовое волокно было изобретено много лет назад до сих пор люди не перестают удивляться его уникальным свойствам. Материал совершил переворот в области тканей, которые разработаны для защиты благодаря своим параметрам и характерным особенностям.
Кевлар: что же все-таки это такое
Ткань из синтетического волокна с кристаллической структурой называется кевлар. Невероятную прочность ткани придает бензольное кольцо, которое лежит в сечении кристалла. По своим характеристикам материя крепче и прочнее металла, при этом она очень тонкая и легкая.Кевларовое волокно
У всех по-разному происходит знакомство с кевларом, что это такое каждый узнает из определенных жизненных ситуаций. Современная молодежь знакома с материалом благодаря игре раст, в которой персонажам предлагается приобрести доспехи и амуницию именно из него. Более старшее поколение ассоциирует волокно с защитной одеждой и спортивным инвентарем.Разновидности кевларового волокна
Вкратце о возникновении
В далеком 1975 году впервые на рынке был представлен и сразу же начал пользоваться огромным спросом, которые с каждым днем только увеличивается, материал под названием кевлар. Получен был этот уникальный полимер в лабораториях всемирно известного концерна Дюпон. Официально его создателем считается химик Стефани Кволек.
В те времена он употреблялся для шин в качестве армирующего материала. Впоследствии он нашел применение для разнообразных композитных материалов, изготовления спортивного оборудования и кабельной продукции. Кевларовая ткань стала употребляться для выпуска средств персональной защиты.Кевларовая нить
Производство кевларовой ткани
Впервые узнав о таком материале, у многих напрашивается вопрос, из чего делать кевлар. Для его получения берется раствор хлористого кальция и метилпирролидон. К нему присоединяются специальные реагенты, выделяющие необычное вещество с качествами жидких кристаллов. Процесс осуществляется при низких температурах.
Снаружи получившийся полимер представляет собой крошку или гель, который подвергается промыванию и просушиванию. Затем он пропускается через фильеры, в результате этого формируются волокна, затем получаются нити. Что такое кевларовые нити, догадаться не сложно.
В нитки скручивают полученные волокна, которые уже образуют готовый продукт. После этого они вторично посылаются в осадительную ванну, промываются и высушиваются.
Обратите внимание! Так как при получении кевлара появляются существенные трудности, заключающиеся в использовании серной кислоты, процесс является сильно затратным. Производство кевларовой защиты для автомобиля. Производство кевларовой защиты для автомобиля
Производство кевларовой защиты для автомобиля
Технические характеристики и свойства
Технические характеристики и свойства кевлара по истине уникальны. Основной особенностью считается высокая механическая прочность. При этом масса и плотность сравнительно низкие.
Кевлар — это материал с уникальной устойчивостью к растяжению и со способностью к самотушению. При этом он не горит и не плавится. Только при температуре выше 430 градусов начинает разлагаться. В результате воздействия высоких температур, не сразу, а по прошествии определенного времени, начинает терять свою прочность.
К органическим растворителям и коррозии имеет устойчивость, отличается высоким модулем упругости. Под воздействием низких температур не только ни ухудшаться, а наоборот становится крепче. Устойчив к порезам и обладает низкой удельной электропроводностью.Водонепроницаемая кевларовая ткань
Сферы внедрения кевлара
Несмотря на широкую распространенность и востребованность, что такое кевлар знают не многие. Хотя это высокопрочное волокно на протяжении многих десятилетий находит самое разнообразное применение.
В основном свое применение кевлар находит в областях, для которых важны следующие характеристики:
- стойкость к износу;
- тепловая стабильность;
- низкая структурная твердость;
- значительная легкость;
- хорошая крепость при низком весе.
Поэтому логично, что из ткани кевлара изготавливаются средства персональной защиты, различная одежда для военнослужащих и спецподразделений.Кевларовая пластина
Авиационная промышленность
О свойствах кевлара, что это за материал не понаслышке знают в авиационной промышленности. Он применяется при производстве ряда беспилотных летательных аппаратов с целью обеспечения защиты.
Как правильно ухаживать за вещами из кевларовой ткани
Как правило, одежда из кевлара имеет защитную пропитку, которая предохраняет волокна от воды. Однако вещам все же не помешает правильный уход. Запрещены следующие действия:
- частое мытье;
- стирка при температуре выше 40 °С;
- использование отбеливателей и других агрессивных моющих средств (лучше брать жидкие порошки для деликатных тканей);
- химчистка;
- сушка на солнце.
В глажке необходимости нет, так как ткань не мнется. Небольшие загрязнения по возможности лучше удалить щеткой с жесткой щетиной, а не с помощью стирки.
Кажется, что изделия из материала кевлар выдержат любое воздействие, но это не исключает правильный уход для поддержания уникальных эксплуатационных характеристик. Изделие отправляют на хранение обязательно сухими и чистыми. Влага негативно сказывается на свойствах ткани.
При работе с материалом потребуется специальный инструментарий – ножницы по кевлару обязаны быть твердосплавными, а вот прошить ткань удастся обычной иглой, т. к. довольно рыхлое плетение позволяет раздвинуть волокна и пропустить иглу с нитью. Разумеется, нить также должна быть арамидной.
Источники
- https://TextileGu.ru/sinteticheskie-tkani/kevlar-chto-ehto-za-material.html
- https://ProTkan.com/tkani/iskusstvennye/kevlarovaya-nit.html
- https://zetsila.ru/%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5-%D0%BA%D0%B5%D0%B2%D0%BB%D0%B0%D1%80/
- https://otkani.pro/tkani/kevlar-chto-eto-za-tkan-osobennosti-i-pravila-uhoda-za-tkanju/
- https://textiletrend.ru/pro-tkani/ispolzovanie/kevlar.html
- https://tkanix.guru/tkani-i-polotna/sinteticheskie-volokna/kevlar-eto
- https://gidpotkanyam.ru/kevlarovaya-nit.html
- https://tkan.club/tipy/kevlar
Применение
Изначально целью разработчиков было создать лёгкое, но очень прочное волокно, которое можно было бы использовать при производстве шин.
Кевларовые ткани
Выпускаются обычно в виде полотна в рулонах под названием Кевлар-49. Также бывают другие виды:
штапель-кевлар — коротко нарезанные волокна длиной чуть более шести мм. Прочностные свойства теряются из-за нарезки, но сохраняются барьерные. Используется для производства пряжи, войлока и нетканых изделий с высокими теплоизоляционными и виброизоляционными свойствами;
флок-кевлар — измельчённое волокно (до 1 мм), применяют для армирования различных смол.
Кевларовые ткани имеют и минусы:
- теряют прочность при истирании;
- разрушаются под действием ультрафиолета. Требуют специального покрытия смолой.
Защитная одежда из кевлара
Читайте про: мешковина в интерьере
Армирующие свойства кевлара используют, включая его в состав тканей, из которых изготавливают элементы защитной одежды: перчатки, отдельные вставки в костюм, наколенники, антипрокольные стельки, одежду спортивной группы — для сноубординга, мотоспорта и т. д. Подобная ткань становится устойчивой к порезам и прокалыванию.
Кевларовые перчатки могут защитить от порезов о стекло, кратковременного воздействия пламени и раскалённых предметов, при этом они мягкие, эластичные и хорошо пропускают воздух (по внешнему виду напоминают трикотажные) и позволяют работать даже с самыми мелкими деталями, так как не нарушают чувствительности рук.
С 1970 года велась разработка антипрокольной ткани для бронежилета, а затем началось производство лёгких пуленепробиваемых бронежилетов из нескольких слоёв кевлара. Для того чтобы качества материала не ухудшались под воздействием воды и ультрафиолета, кевларовая броня имеет покрытие из водостойкой ткани.
Также производят другие элементы защиты от огнестрельных и осколочных поражений, например, в бронеавтомобилях.
Судостроение
Кевлар начали применять в судостроении относительно недавно — последние два десятилетия. Процесс его производства высокотехнологичный и достаточно дорогой, поэтому его применяют выборочно — для отделки корпуса по швам, в килевой части. Применяется для строительства яхт. Из этого материала они получаются очень лёгкими, расходуют меньше топлива и способны развивать более высокую скорость.
Узнайте из видео, что это такое кевларовые пакеты и пострадает ли кевларовая ткань от ножа.
https://youtube.com/watch?v=mI_HKhifMK0%3F
Другие сферы
- Кевлар используется в качестве армирующего волокна, чтобы придать материалу прочность и лёгкость. Им укрепляют кабели, продевая нить из кевлара по всей длине, защищая его от растяжения и обрыва.
- Также его применяют для изготовления ортопедических протезов.
- Кевларовые канаты характеризуются высокой прочностью, малым весом, устойчивостью к коррозии, не электропроводностью, благодаря чему широко используются в судостроении и горной промышленности, где заменяют стальные тросы.
- Прочностные свойства волокон кевлара объединяют с термостойкостью карбона и получают гибридный материал — карбон-кевлар. Его используют для строительства корпусов лодок, способных развивать высокую скорость.
Благодаря высоким показателям прочности и устойчивости к внешним механическим и химическим воздействиям кевлар широко применяется в самых разных сферах и признан одним из самых высокотехнологичных современных материалов. О других материалах высоких технологий читайте здесь.
Как появился кевлар?
Символично, что изобретательница этого уникального волокна Стефани Кволек в детстве любила шить одежду для кукол. После школы она получила специальность химика в университете Карнеги, но мечтала о медицине. Чтобы заработать средства для обучения в университете, в 1946 году девушка стала работать в знаменитом концерне Дюпон, и вскоре поняла, что ее призвание – все-таки химия. В 1964 году группа Кволек работала над усовершенствованием получения полиарамидов – полимерных веществ со стержнеобразной структурой, которые могли бы заменить стальной корд в шинах. Отказавшись от метода расплава, Стефани смогла получить необычного вида раствор, который при пропускании через фильеры превращался в арамидные нити.
Новый материал, получивший название кевлар, получил коммерческое применение в семидесятых годах. Его стали использовать для производства шин, кордовых лент, композитных материалов
В это же время на высокую прочность полиарамидных волокон обратили внимание военные и силовые структуры, целью которых была разработка индивидуальных средств защиты. Идея бронежилета появилась еще во время Первой мировой войны (ее автором был писатель Конан Дойл), но традиционные металлические пластины были тяжелыми и сковывали движения. Специалисты американского Национального института правосудия несколько лет проводили тщательные исследования, в ходе которых доказали, что устойчивость к пулевому выстрелу для наиболее распространенного 38 калибра обеспечивает кевларовая ткань в семь слоев
Последний этап полевых испытаний показал, что прочность такого бронежилета уменьшается при его намокании и при воздействии УФ-лучей. Также было установлено, что изделия из кевларовой ткани ухудшают свои защитные свойства после нескольких стирок, и что они не переносят отбеливания и химчистки
Специалисты американского Национального института правосудия несколько лет проводили тщательные исследования, в ходе которых доказали, что устойчивость к пулевому выстрелу для наиболее распространенного 38 калибра обеспечивает кевларовая ткань в семь слоев. Последний этап полевых испытаний показал, что прочность такого бронежилета уменьшается при его намокании и при воздействии УФ-лучей. Также было установлено, что изделия из кевларовой ткани ухудшают свои защитные свойства после нескольких стирок, и что они не переносят отбеливания и химчистки.
Результатом проведенных разработок стал кевларовый бронежилет с покрытием из водостойкой ткани, обеспечивающей защиту армированного слоя от воды и солнца. Кроме того, в качестве средств индивидуальной защиты стали применять кевларовые каски, перчатки, стельки обуви и др.
