Annak ellenére, hogy a Kevlar szálat már sok évvel ezelőtt feltalálták, az emberek még mindig lenyűgözve vannak egyedi tulajdonságaitól. Az anyag forradalmasította a védelemre tervezett szövetek területét paramétereinek és tulajdonságainak köszönhetően.
Kevlár: Mi is ez valójában?
A kristályos szerkezetű szintetikus szálakból készült szövetet Kevlarnak nevezik. A szövet hihetetlen szilárdságát a kristály keresztmetszetében található benzolgyűrű biztosítja. Jellemzőit tekintve az anyag erősebb és tartósabb, mint a fém, miközben nagyon vékony és könnyű.
Mindenki másképp ismeri meg a kevlárt, mindenki más élethelyzetekből tanulja meg, hogy mi is az. A modern fiatalok a Rast játéknak köszönhetően ismerkednek meg az anyaggal, amelyben a szereplőknek felajánlják, hogy páncélt és belőle készült lőszert vásárolhatnak. Az idősebb generáció a szálat a védőruházattal és a sportfelszereléssel társítja.
Röviden a származásról
A távoli 1975-ben először került piacra a Kevlar nevű anyag, amely azonnal hatalmas keresletnek örvendett, amely napról napra csak növekszik. Ezt az egyedülálló polimert a világhírű DuPont konszern laboratóriumaiban állították elő. Hivatalosan a megalkotóját Stephanie Kwolek vegyésznek tekintik.
Abban az időben gumiabroncsokhoz használták erősítőanyagként. Később különféle kompozit anyagokban, sportfelszerelésekben és kábeltermékekben talált alkalmazást. A Kevlar szövetet személyi védőfelszerelések gyártásához kezdték használni.
Kevlár szövet gyártása
Miután először megismerkedtek ezzel az anyaggal, sokan felteszik a kérdést, hogy miből lehet Kevlart készíteni. Előállításához kalcium-klorid és metil-pirrolidon oldatot vesznek fel. Speciális reagenseket adnak hozzá, amelyek egy szokatlan, folyadékkristályos tulajdonságokkal rendelkező anyagot szabadítanak fel. Az eljárást alacsony hőmérsékleten hajtják végre.
Kívülről a kapott polimer egy morzsa vagy gél, amelyet mosnak és szárítanak. Ezután fonófejeken vezetik át, aminek eredményeként szálak képződnek, majd szálakat kapnak. Nem nehéz kitalálni, hogy mik is azok a Kevlar szálak. A kapott szálakat szálakká sodorják, amelyek már a készterméket alkotják. Ezután másodszor is a kicsapó fürdőbe küldik őket, mossák és szárítják.
Kérjük, vegye figyelembe! Mivel a Kevlar előállítása jelentős nehézségekkel jár, beleértve a kénsav használatát is, az eljárás nagyon drága.
Műszaki jellemzők és tulajdonságok
A Kevlar műszaki jellemzői és tulajdonságai valóban egyedülállóak. Fő jellemzője a nagy mechanikai szilárdság. Ugyanakkor a tömege és sűrűsége viszonylag alacsony.
A kevlár egy egyedülállóan ellenálló anyag a nyújtással és önkioltó képességgel. Ugyanakkor nem ég és nem olvad. Csak 200 Celsius fok feletti hőmérsékleten kezd bomlani. Magas hőmérsékletnek való kitettség következtében nem azonnal, hanem egy bizonyos idő elteltével elveszíti szilárdságát.
Ellenáll a szerves oldószereknek és a korróziónak, valamint magas rugalmassági modulussal rendelkezik. Alacsony hőmérséklet hatására nemcsak hogy nem romlik, hanem éppen ellenkezőleg, erősebbé válik. Ellenáll a vágásoknak és alacsony fajlagos elektromos vezetőképességgel rendelkezik.
Kevlar alkalmazási területei
Széles körű elterjedése és kereslete ellenére nem sokan tudják, mi az a Kevlar. Bár ez a nagy szilárdságú szál évtizedek óta széles körben alkalmazható.
A kevlárt főként olyan területeken használják, ahol a következő tulajdonságok fontosak:
- kopásállóság;
- hőstabilitás;
- alacsony szerkezeti keménység;
- jelentős könnyedség;
- jó szilárdság alacsony súly mellett.
Ezért logikus, hogy a Kevlar szövetet személyi védőfelszerelések, különféle ruházat készítésére használják katonai személyzet és különleges erők számára.
Repülési ipar
A Kevlar tulajdonságai, hogy milyen anyagról van szó, jól ismertek a légi közlekedésben. Számos pilóta nélküli légi jármű gyártásában használják védelem biztosítására.
Személyi védőfelszerelés
A mechanikai tulajdonságok alkalmassá teszik a Kevlar szálakat személyi páncélok gyártására. Harci sisakok, golyóálló mellények és arcvédő ballisztikus maszkok készülnek belőle.
A Kevlar páncélnak köszönhetően a különböző országok fegyveres erői speciális golyóálló maszkokat és símaszkokat készítenek a páncélozott járművek legénysége számára. Ezenkívül Kevlar segítségével készül a Nimitz osztályú repülőgép-hordozók páncélzata is.
A kevlár szálból készült golyóálló mellényeket jogosan tekintik a legmagasabb minőségűnek. Az ilyen páncélzat védelmet nyújt a hideg fegyverek visszapattanó ütései ellen, gyengíti a golyók becsapódását, és védelmet nyújt a szilánkok áthatolása és terjedése ellen. A védelmet a felhasznált anyag egyedülálló könnyűsége, szilárdsága és relatív tartóssága biztosítja.
Ugyanakkor, amikor a Kevlar termékeket, például a golyóálló mellényeket részesítjük előnyben, figyelembe kell venni, hogy a polimernek vannak bizonyos tulajdonságai. Mivel a páncél puha, nem lesz képes megvédeni egy közvetlen lövéstől vagy egy átható késsel vagy árral történő ütéstől. Ilyen célokra speciális modelleket fejlesztenek speciális merev panelekkel. További hátrány a fényérzékenység. Állandó és hosszan tartó napfénynek való kitettség esetén az anyag fokozatosan romlani kezd.
Mivel a kevlárfonalat drága anyagnak tekintik, általános „kevlarizáció” még nem következett be. Csak a gazdaságilag fejlett országok engedhetik meg maguknak, hogy hadseregeiket és egységeiket ebből az anyagból készült tapintható termékekkel szereljék fel.
Kézvédelem
A Kevlar lemezbetétekkel ellátott taktikai kesztyűket arra használják, hogy megvédjék a kezeket a sérülésektől az ellenség fogaival való ütközéskor, valamint hogy jelentősen növeljék az ütés erejét. Az ilyen kesztyűket a bokszer modern analógjainak is nevezik. Az ilyen kiegészítők iránt nagy a kereslet a speciális egységek alkalmazottai, valamint az extrém sportok szerelmesei, a szabadtéri sportok szerelmesei és az utcai harcosok körében. Ezt a népszerűséget a tartósság, a nedvességgel és sérülésekkel szembeni ellenállás, valamint a meleg magyarázza. Az ilyen kesztyűkben a kezek teljes mértékben védettek lesznek.
Sportfelszerelés
A Kevlarból készült snowboardok, csónakok, evezős evezős sílécek és sportsisakok könnyűek és rendkívül tartósak. Az ebből az anyagból készült sporteszközöket mind az amatőr, mind a profi sportolók kedvelik.
Ez az anyag segít minimalizálni a rezgésátvitelt, biztosítja a deformációs terhelések károsodás nélküli elviselését. Az anyag képlékenységének köszönhetően a termékek védve vannak a különféle súlyos sérülésektől, zúzódásoktól. Ezenkívül teljesen biztonságos és megbízható még nagy ütésterhelések hatására is.
A kevlárt többek között egyes kerékpárabroncsok bélelésére használják. Ez minimalizálja a defektek kockázatát. Asztaliteniszütőkhöz is adnak kevlár rétegeket. Ez növeli a visszapattanást és csökkenti a súlyt. Az anyagot motorosok biztonságos ruházatának készítésére használják. Különösen a vállak és könyökök védelmére szolgáló műanyag elemek helyettesítésére használják.
Egyéb alkalmazási területek
A Kevlar magas kémiai és mechanikai stabilitási mutatói, valamint szilárdsága széles körű alkalmazást biztosítanak különböző területeken. Ez az anyag a modern világ egyik legmodernebb anyagának számít.
Leggyakrabban a következő célokra használják:
- Erősítő szálként - az anyag könnyűvé és erőssé tételére használják. Kábelek megerősítésére és törés, illetve nyúlás elleni védelmére használják.
- Az ortopéd protézisek gyártásának folyamatában.
- Kötelek gyártásához - a termékeket korrózióállóságuk, megbízhatóságuk, kis súlyuk és vezetőképességük jellemzi. Ezen tulajdonságoknak köszönhetően a köteleket széles körben használják a hajógyártásban és a bányászatban, acélkábelek helyettesítésére.
- A szén-kevlár nevű hibrid anyag előállításához olyan hajótesteket építenek, amelyek képesek jelentős sebesség elérésére.
- A legújabb szuper erős építőanyag, a Kevlar beton gyártásához - amelyet burkolólapok, homlokzati kövek falakhoz, emlékművekhez, szegélyekhez, lépcsőkhöz és sok máshoz használnak. Ugyanakkor az ilyen építőanyagok meglehetősen drágák a felhasznált Kevlar miatt.
- Horgászzsinór gyártásához - ha valaki hivatásszerűen horgászik, akkor csak a kiváló minőségű felszerelést részesíti előnyben. A Kevlar kesztyű is nélkülözhetetlen lesz a horgászathoz, különösen harcsa vagy csuka fogásakor.
- Forgattyúházvédő gyártásához - nagyfokú ellenállást biztosít a mechanikai sérülésekkel szemben. Hőstabil és nagyfokú vegyszerállósággal rendelkezik. Ugyanakkor a Kevlar kompozit viszonylag olcsóbb.
A kevlár szálat ma már számos területen használják. Szinte lehetetlen elképzelni a passzív védelmet e nélkül az anyag nélkül, a golyóálló mellények és sisakok pedig már sok életet mentettek meg.
