Til tross for at kevlarfiber ble oppfunnet for mange år siden, fortsetter folk å bli forbløffet over dens unike egenskaper. Materialet har revolusjonert feltet for stoffer som er designet for beskyttelse på grunn av dets parametere og egenskaper.
Kevlar: Hva er det egentlig?
Et stoff laget av syntetisk fiber med krystallinsk struktur kalles kevlar. Stoffets utrolige styrke kommer fra benzenringen, som ligger i krystallens tverrsnitt. Materialet er sterkere og mer slitesterkt enn metall, samtidig som det er veldig tynt og lett.
Alle blir kjent med Kevlar på en annen måte, alle lærer hva det er fra bestemte livssituasjoner. Moderne ungdom er kjent med materialet takket være spillet Rast, der figurer blir tilbudt å kjøpe rustning og ammunisjon laget av det. Den eldre generasjonen forbinder fiberen med verneklær og sportsutstyr.
Kort om opprinnelsen
I det fjerne 1975 ble et materiale kalt Kevlar først introdusert på markedet, og det begynte umiddelbart å nyte enorm etterspørsel, som bare øker for hver dag. Denne unike polymeren ble utvunnet i laboratoriene til det verdensberømte DuPont-konsernet. Offisielt regnes skaperen som kjemikeren Stephanie Kwolek.
På den tiden ble det brukt som forsterkningsmateriale til dekk. Senere fant det anvendelse i ulike komposittmaterialer, sportsutstyr og kabelprodukter. Kevlar-stoff begynte å bli brukt til produksjon av personlig verneutstyr.
Produksjon av kevlarstoff
Etter å ha lært om dette materialet først, stiller mange seg spørsmålet om hva man skal lage kevlar av. For å få det, tas en løsning av kalsiumklorid og metylpyrrolidon. Spesielle reagenser tilsettes, noe som frigjør et uvanlig stoff med egenskapene til flytende krystaller. Prosessen utføres ved lave temperaturer.
På utsiden er den resulterende polymeren en smule eller gel som vaskes og tørkes. Deretter føres den gjennom spinndyser, hvorved fibre dannes, og deretter oppnås tråder. Det er ikke vanskelig å gjette hva Kevlar-tråder er. De oppnådde fibrene tvinnes til tråder, som allerede danner det ferdige produktet. Etter dette sendes de en gang til utfellingsbadet, vaskes og tørkes.
Vær oppmerksom på dette! Siden produksjonen av Kevlar innebærer betydelige vanskeligheter, inkludert bruk av svovelsyre, er prosessen svært kostbar.
Tekniske egenskaper og egenskaper
De tekniske egenskapene og egenskapene til Kevlar er virkelig unike. Hovedtrekket anses å være høy mekanisk styrke. Samtidig er massen og tettheten relativt lav.
Kevlar er et materiale med unik strekkfasthet og selvslukkende evne. Samtidig brenner eller smelter det ikke. Først ved temperaturer over 430 grader begynner det å brytes ned. Som følge av eksponering for høye temperaturer, ikke umiddelbart, men etter en viss tid, begynner det å miste sin styrke.
Den er motstandsdyktig mot organiske løsemidler og korrosjon, og har en høy elastisitetsmodul. Under påvirkning av lave temperaturer forringes den ikke bare ikke, men blir tvert imot sterkere. Den er motstandsdyktig mot kutt og har lav spesifikk elektrisk ledningsevne.
Bruksområder for Kevlar
Til tross for den utbredte bruken og etterspørselen, er det ikke mange som vet hva kevlar er. Selv om denne høyfaste fiberen har funnet et bredt spekter av bruksområder i mange tiår.
Kevlar brukes hovedsakelig i områder der følgende egenskaper er viktige:
- slitestyrke;
- termisk stabilitet;
- lav strukturell hardhet;
- betydelig letthet;
- god styrke ved lav vekt.
Derfor er det logisk at Kevlar-stoff brukes til å lage personlig verneutstyr, diverse klær for militært personell og spesialstyrker.
Luftfartsindustrien
Egenskapene til kevlar, og hva slags materiale det er, er velkjente i luftfartsindustrien. Det brukes i produksjonen av en rekke ubemannede luftfartøyer for å gi beskyttelse.
Personlig verneutstyr
Mekaniske egenskaper gjør kevlarfibre egnet for produksjon av personlig rustning. Kamphjelmer, skuddsikre vester og ballistiske masker for ansiktsbeskyttelse er laget av det.
Takket være kevlar-rustning lager de væpnede styrkene i forskjellige land spesielle skuddsikre masker og balaklavaer for mannskapene på pansrede kjøretøy. I tillegg er det ved hjelp av kevlar at rustningen til Nimitz-klassen hangarskip utføres.
Kevlar-fiber skuddsikre vester regnes med rette som den høyeste kvaliteten. Slik rustning kan gi beskyttelse mot blikk fra kalde våpen, svekke kulenes anslag og beskytte mot penetrering og spredning av fragmenter. Beskyttelsen gis på grunn av den unike lettheten, styrken og den relative holdbarheten til materialet som brukes.
Samtidig, når man foretrekker kevlarprodukter, som skuddsikre vester, bør man ta hensyn til at polymeren har visse aspekter. Siden rustningen er myk, vil den ikke kunne beskytte mot et skudd fra kloss hold eller et gjennomtrengende slag med en kniv eller en syl. For slike formål utvikles spesielle modeller med spesielle stive paneler. En annen ulempe er lysfølsomhet. Ved konstant og langvarig eksponering for sollys begynner materialet gradvis å forringes.
Siden kevlartråd regnes som et dyrt materiale, har det ennå ikke skjedd en generell «kevlarisering». Bare økonomisk utviklede land har råd til å utstyre sine hærer og enheter med taktile produkter laget av dette materialet.
Håndbeskyttelse
Taktiske hansker med kevlarplateinnsatser brukes til å beskytte hendene mot skader ved kollisjon med fiendens tenner, samt for å øke støtet betydelig. Slike hansker kalles også en slags moderne analog til messingknoker. Slikt tilbehør er svært etterspurt blant ansatte i spesialiserte enheter, så vel som ekstremsportsentusiaster, friluftsentusiaster og gatekjempere. Slik popularitet forklares med holdbarhet, motstand mot fuktighet og skader, samt varme. Hender i slike hansker vil være fullt beskyttet.
Sportsutstyr
Snowboard, båter, padler, ski og sportshjelmer laget av kevlar er lette og svært slitesterke. Sportsutstyr laget av dette materialet foretrekkes av både amatører og profesjonelle idrettsutøvere.
Det er dette materialet som bidrar til å minimere vibrasjonsoverføring, og sikrer at det tåler deformasjonsbelastninger uten skade. Som et resultat av materialets plastisitet er produktene beskyttet mot ulike alvorlige skader, som knusing. I tillegg er det helt trygt og pålitelig selv under påvirkning av høye støtbelastninger.
Kevlar brukes blant annet til foringen av noen sykkeldekk. Det er det som minimerer risikoen for punktering. Lag med kevlar tilsettes bordtennisracketer. Dette øker returen og reduserer vekten. Materialet brukes til å lage trygge klær for motorsyklister. Det brukes spesielt til å erstatte plastelementer for å beskytte skuldre og albuer.
Andre bruksområder
Høye kjemiske og mekaniske stabilitetsindikatorer, samt Kevlars styrke, sikrer bred anvendelse innen ulike felt. Dette materialet regnes som et av de mest høyteknologiske i den moderne verden.
Oftest brukes den til følgende formål:
- Som forsterkende fiber – brukes til å gjøre materialet lett og sterkt. Det brukes til å styrke kabler og beskytte dem mot brudd og strekking.
- I prosessen med å produsere ortopediske proteser.
- For produksjon av tauverk – produktene kjennetegnes av korrosjonsbestandighet, pålitelighet, lav vekt og manglende ledningsevne. På grunn av disse egenskapene er tauverk mye brukt i skipsbygging og gruvedrift, og erstatter stålkabler.
- For å få tak i et hybridmateriale kalt karbon-kevlar, brukes det til å bygge båtskrog som er i stand til å utvikle betydelige hastigheter.
- For produksjon av det nyeste supersterke byggematerialet kalt kevlarbetong – som brukes til å lage belegningsstein, fasadestein til vegger, monumenter, fortauskanter, trapper og mye mer. Samtidig er slike byggematerialer ganske dyre på grunn av kevlar-en som brukes.
- For produksjon av fiskesnøre - hvis en person driver med profesjonelt fiske, foretrekker han kun utstyr av høy kvalitet. En Kevlar-hanske vil også være uunnværlig for fiske, spesielt når man fanger steinbit eller gjedde.
- For produksjon av veivhusbeskyttelse - gir høy motstand mot mekanisk skade. Den er varmestabil og har høy grad av kjemikalieresistens. Samtidig er Kevlar-kompositt relativt billigere.
Kevlarfiber brukes i en rekke områder i dag. Det er nesten umulig å forestille seg passiv beskyttelse uten dette materialet, og skuddsikre vester og hjelmer har allerede reddet mange liv.
