кевлар что это такое
Особо прочная ткань кевлар: от изготовления и свойств до особенностей ухода
Свойства и особенности ткани
Физико-механические
Гигиенические
Кевлар применяется в различных сферах. В чем же особенность этого материала? Почему он представляет такую ценность на современном рынке?
Что это за тип ткани?
Кевлар — синтетическая ткань с кристаллической структурой. Этот материал прочный за счет бензольного кольца, находящегося в сечении кристалла. Кевлар по своим свойствам крепче металла.
Этот материал производится в Америке на химическом предприятии DuPont. Производство кевлара начинается только при достижении низкой температуры.
Хлористый кальций и метилпирролидон смешивают, затем туда добавляют реагенты. Все эти вещества вступают в химическую реакцию, и получается полимер, обладающий свойствами жидких кристаллов.
Полученный полимер внешне выглядит как гель или мелкая крошка. Его тщательно промывают, затем просушивают и потом растворяют в серной кислоте. Полученный раствор пропускают через фильеры. В результате получаются волокна. Путем перекручивания из них создаются нити, а из них получают ткань.
История происхождения
Кевлар создали в Америке в 1964 году на химическом предприятии DuPont. Создатель этого материала — американский химик Стефани Кволек. Кевлар стали производить в промышленных масштабах в 1970 году.
Первоначально материал создавали для армирования кабелей и шин для автомобилей. В дальнейшем сфера применения кевлара стала обширной.
Кевларовая ткань — зарегистрированный товарный знак пара-арамидного синтетического волокна.
Состав ткани и ее свойства
В состав кевлара входят синтетические нити, полученные химическим путем. Ткань изготавливается с помощью полотняного прядения нитей, структура ткани — простое переплетение.
Свойства кевларовой ткани:
Кевларовая нить — что это такое, применение материала
Кевлар – этот материал прочности, сравним со сталью, но легче металла. Его нити добавляются в спецодежду, но в то же время из него производят даже покрышки! Что такое кевлар и каковы все сферы его применения – узнаем далее в статье.
История происхождения
Kevlar был произведен в 1964 году американской компанией Dupont, которая также известна как крупнейший мировой создатель и производитель нейлона. Изобрел этот материал Стефани Кволек – химик, пришедший в эту компанию на стажировку. Стефани мечтала о медицине, но процесс производства химических материалов оказался так интересен, что она решила остаться.
Само появление полотна считают случайностью. Да, производитель искал сверхпрочный материал. Его было решено изготовить при помощи из полимеров – полиарамида. Полимерные нити изготавливают, расплавляя начальное сырье и пропуская его через отверстия. Но полиарамид плохо поддается расплавке, поэтому его решили извлечь из раствора. Для этого подбирали подходящий растворитель, но такого не находилось. Тот, который был ближе, сделал его мутным, его нельзя было заливать в машину, чтобы не засорить ее и не сломать.
Поиски могли продолжиться, но Стефани убедила руководство рискнуть, и оказалось, что раствор подходит для изготовления нитей. А результат испытаний удивил – этот материал был прочнее стали!
Первое появление кевлара на рынке пришлось на 1975 год. В это время в России и Европе были созданы материалы-аналоги – СВМ и тварон. Но кевлар опередил их, поэтому все ткани данной группы стали называться так.
Принципы производства
Производство кевлара – дорогостоящий процесс, поэтому этот материал стоит больше. Один погонный метр может стоить более 30 долларов, но эта цена обусловлена сверхпрочными свойствами.
Перед загрузкой вещества в машину промывают от остатков раствора и сушат. Потом будущий полимер пропускают через формы (этим занимается специальное оборудование). Так однородная субстанция превращается в тончайшие нити (или волокна, зависит от сферы применения). Чтобы это произошло, необходимо много серной кислоты – она и делает процесс производства дорогим для производителя.
Характеристики материала
Состав
Пришло время узнать, из чего делают кевлар – такой прочный материал, который нельзя заменить больше ничем. Он представляет собой пара-арамидное волокно желтоватого оттенка. Это полимер, так что полученные нити являются синтетическими. Их добавляют в состав тканей, из которых шьют прочную спецодежду и элементы экипировки (например, перчатки).
Как композит кевлар тоже используется (покрышки), но здесь, кроме него добавляют угле-волокно и стекловолокно, хотя кевлар в разы превосходит их по прочности. Если он будет основным материалом, то вещь из него будет слишком дорогой.
Прочность составляет в среднем 360 кг на 1 мм2, но у некоторых видов может доходить до 550 кг. По структуре и свойствам кевлар постарались как можно больше приблизить к прочному, природному материалу – паутине. В сравнении со сталью, у которой эта цифра доходит только до 150 кг, кевлар гораздо прочнее. А также он имеет малую плотность (около 1500 кг на кубический метр), это чуть больше воды (1000 кг/м3).
Температурные свойства
Кевлар – способен не только выдерживать высокую температуру, но и обладать самозатухающем эффектом. Поэтому спецформа из такого материала не загорится в огне, а ее прочность начнет уменьшаться лишь через некоторое время. Кевлар выдерживает до 480 градусов Цельсия. Но при меньших температурах в нем также можно находиться некоторое время. Например, при 150 градусах пройдет 500 часов, прежде чем он станет менее прочным. И даже тогда его будет все еще сложно порвать, потому что крепость волокон уменьшится лишь на 10-20%!
Какие бывают виды
Кевлар выпускается в двух видах:
В продаже кевлар имеет несколько маркировок, каждая со своими характеристиками, и предназначается для определенных вещей.
| Название | Характеристики | Применение |
| K-29 | Стандартные свойства. Первый материал, выпущенный в 1975 году | Тормозные колодки, кабели, броня для человека и машин |
| K-49 | Высокомодульное волокно | Армирование пластмассы, оплетка стекловолокна, канаты |
| K-100 | Имеет окрас | Пряжа |
| K-119 | Более длинная и гибкая нить | Армирование резиновых изделий |
| K-129 | Повышенная прочность | Броня |
| AP | Прочнее K-29 на 15% | Общее |
| XP | Вязкая смола с добавлением волокон кевлара | Бронежилеты |
| KM2 | Волокна для производства ткани | Соответствует требованиям ГОСТа для производства бронешлемов и бронежилетов |
Области применения
Кевлар – это материал, который одновременно применяется как в одежде, так и в промышленности или при изготовлении музыкальных инструментов! Прочность и одновременно с этим легкость может быть необходима в любой из сфер.
Туризм и спорт
Использование нитей кевлара при производстве туристического снаряжения имеет большую популярность, т. к. этот материал невозможно случайно порезать или порвать.
Ортопедические изделия
Материал используется также в ортопедической промышленности для изготовления бионических протезов. Это важная вещь для человека, потерявшего конечность, и кевлар играет в ней особую роль.
Из него делают приемную гильзу, которая соединяет поврежденную конечность и механическую часть протеза. Она должна быть крепкой, чтобы не сломаться при резком движении, но в то же время легкой, чтобы не отягощать конструкцию.
Такие материалы, как карбон и кевлар подходят для этого, но второй имеет дополнительное преимущество. Приемная гильза может неприятно сжимать конечность, доставляя неприятные ощущения, а кевлар упругий, чтобы быть удобным в этом плане.
Бронезащита
Арамидные бронежилеты часто называют «мягкими», потому что они надеваются под форму и не мешают движениям человека. Они относятся к 1 классу бронезащиты по ГОСТу, и являются частью рабочей формы некоторых спецслужб.
Кевларовый бронежилет является оптимальным вариантом среди мягких, потому что он может хотя бы частично защитить от пуль и ножевых ранений. Первые мягкие бронежилеты производились из нейлона, который мог уберечь только от осколков, поэтому производство этого прочного материала обеспечило безопасность для работников спецслужб.
Защита для рук
Тем, кто работает в условиях высоких температур, с острыми предметами или раскаленным металлом, нужно тщательно защищать руки. Арамидные нити, вплетенные в структуру мягких перчаток, позволяют добиться полной защиты. Их используют, например, сварщики, чтобы не обжечься раскаленной сваркой или летящими во все стороны искрами.
Перчатки тоже частично защитили бы руки, но быстро вышли из строя. Кевлар не портится при воздействии высоких температур, поэтому такие перчатки остаются как новые даже после воздействия открытого огня.
Авиация
При производстве самолетов и вертолетов важный критерий — это легкость конструкции. Облегчить агрегат пытаются как можно больше, потому что так ему будет легче взлететь, держаться в воздухе и т. д. У него достаточно тяжелых деталей (один только двигатель весит 200-400 килограмм), а пассажирские самолеты берут на себя дополнительный вес в виде людей и их багажа. Облегчить конструкцию помогает органопластик, который производится из кевлара. Из него делается вся обшивка устройства.
А также важна не только легкость материала, но и его прочность. В воздухе в самолет могут попадать посторонние предметы (например, пролетающие мимо птицы). На такой скорости они легко могут пробить обшивку и попасть в двигатель, что приведет к крушению. Кевлар помогает избежать этого.
Судостроение
Применение кевлара в судостроении аргументировано теми же его свойствами, что и при производстве авиатехники. Раньше из этого легкого материала производили скороходную технику, предназначенную для гоночных соревнований на воде. Когда его стали применять для больших судов, то он смог найти применение только у самых тихоходных агрегатов.
Со временем технологии совершенствуются, к тому же в производстве используется не только кевлар, но и другие материалы (принцип композита). Сейчас его можно встретить даже у прогулочных туристических катеров, причем цена становится все более доступной.
Автомобильная промышленность
Как вы уже могли догадаться, из кевлара производят обшивку для гоночных машин, которая позволяет облегчить вес конструкции и увеличить скорость автомобиля. Но на этом его применение не заканчивается – производители из компании Дюпон на сайте приводят примеры, где еще может использоваться их материал. Усилить элементы автомобиля: ремни, колодки, сальники. А также популярно применение в покрышках – здесь используется композит из разных материалов, в сочетании с кевларом.
Кроме внутренних улучшений можно забронировать автомобиль от пуль и других повреждений. При этом он не станет намного тяжелее – вы не потеряете плавный контроль над своим автомобилем и его управляемость.
Музыкальные инструменты
Кевлар используется в тех элементах музыкальных инструментов, где необходима способность выдерживать большие нагрузки:
Несмотря на свою прочность, изделия из кевлара тоже не могут выдержать всё. Чтобы они сохраняли свои качества, нужно правильно за ними ухаживать.
Главное правило, которое нужно помнить – влажная ткань становится очень уязвимой. В мокром состоянии от прочности не остается и следа, поэтому ее нельзя отжимать или сильно сгибать (например, перевешивать через бельевую веревку).
И также нежелательно производить стирку часто и пользоваться химическими реагентами. Часто кевлар имеет специальные пропитки, которые помогают ему быть прочнее, с водой они вымываются.
Прямые солнечные лучи и обогреватели вредят этому материалу. Хотя в сухом состоянии он выдерживает температуру до 480 градусов, мокрые волокна не выдержат даже нагрева солнца.
Стирка разрешается только ручная, причем нельзя сильно комкать ткань. Оптимальнее будет набрать таз воды или ванну, чтобы замочить изделие без его сгибания.
Ткани это мое все! Я училась в Московском Государственном Текстильном институте имени А. Н. Косыгина, на кафедре материаловедения и товарной экспертизы. Работала на швейном производстве технологом и вот я в декрете, жду ребеночка:). Благодаря знакомству я стала автором статей о тканях и безумно этому рада! Надеюсь вам нравится мой труд!
Что нужно знать о кевларе – материале, прочнее стали?
Природа богата удивительными материалами. Возьмем, к примеру, дерево: этот материал настолько прочный и универсальный, что его можно использовать практически для всего на свете – от изготовления бумаги до строительства домов. Еще есть шерсть, которая позволяет животным сохранять тепло при минусовых температурах и кожа – материал, способный к восстановлению после повреждений всего за несколько дней. Однако, какими бы невероятными ни были эти материалы, они далеко не идеальны и не подходят для универсального применения. Но есть ли материал, которым мы пользуемся ежедневно? Прочный синтетический материал с красивым названием кевлар, часто описывают как материал «в пять раз прочнее стали при равном весе». Интересно, что применяется кевлар как в изготовлении лодок, тетивы для лука, так и в автомобильной промышленности. В этой статье поговорим о кевларе и причинах, по которым он настолько прочный.
Cверхпрочный кевлар известен своим применением в бронежилетах и автомобильной промышленности. Применяется в промышленном произведстве начиная с 1971 года.
Что такое кевлар?
По сути, кевлар – это сверхпрочный пластик. В мире существуют буквально сотни синтетических пластмасс, изготовленных путем полимеризации – химическего процесса образования высокомолекулярных соединений (полимеров) из низкомолекулярных (мономеров), которые обладают совершенно разными свойствами. Что же до кевлара, то его удивительные свойства частично объясняются его внутренней структурой и тем, что он сделан из волокон, которые плотно связаны друг с другом.
Отметим, что кевлар – запатентованный материал, производимый только химической компанией DuPont™, поставляется в двух основных разновидностях под названием кевлар 29 и кевлар 49 (другие разновидности изготавливаются для специального применения). По своей химической структуре кевлар напоминает другой универсальный защитный материал – номекс.
Кевлар и номекс – это примеры химических веществ, называемых синтетическими ароматическими полиамидами или арамидами для краткости. Эти синтетические материалы изготавливаются в химической лаборатории (в отличие от натуральных тканей, например хлопка или шерсти). Как и номекс, кевлар является дальним родственником нейлона, первого коммерчески успешного «суперполиамида», разработанного компанией DuPont в 1930-х годах.
Ну чем не перчатка бесконечности? На фото защитные перчатки из кевлара от Dupon.
Кевлар был открыт в 1964 голу американским химиком Стфани Кволек (1923-2014). Патент на изобретение кевлара Кволек получила вместе с Полом Морганом в 1966, а начиная с 1971 года кевлар активно применяется в промышленном производстве. Несмотря на то, что изначально кевлар был разработан как легкая замена стальных креплений в автомобильных шинах, сегодня он известен во всем мире благодаря использованию бронежилетов и защитных перчаток.
Свойства кеврала
Как и другие пластмассы, длительное воздействие ультрафиолетового света (например, при солнечном свете) вызывает обесцвечивание и некоторую деградацию волокон кевлара. Этот материал может противостоять атакам различных химических веществ, хотя длительное воздействие сильных кислот со временем может его разрушить.
Кевлар выпускают в виде: технических нитей; пряжи; ровинга; тканей.
Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram чтобы не пропустить ничего интересного!
Производство кевлара
Вы, вероятно, знаете, что натуральные материалы, такие как шерсть и хлопок, должны быть скручены в волокна, прежде чем превратиться в полезные текстильные изделия. То же самое верно и для искусственных волокон, таких как нейлон, кевлар и номекс.
Существует два основных этапа изготовления кевлара. Первый связан непосредственно с химией – сначала необходимо произвести основной пластик, из которого сделан кевлар (химическое вещество под названием поли-пара-фенилен терефталамид). Непосредственное превращение химического продукта в более полезный, практичный и прочный материал происходит в ходе второго, заключительного этапа производства.
В настоящее время более 80% кевлара в мире производится на заводе Честерфилда в Спруэнсе. Синтетическое волокно наматывается на катушки, как показано здесь, а затем превращается в другие продукты.
С помощью сложного процесса горячий и вязкий раствор поли-пара-фенилен терефталамида пропускается через фильеру (металлический формовщик, немного похожий на сито). В результате получаются длинные, тонкие, прочные и жесткие волокна, которые наматываются на барабаны. Затем волокна разрезаются по длине и сплетаются в жесткий коврик, известный нам как кевлар.
Где и для чего используется кевлар?
Кевлар может использоваться сам по себе или в сочетании с другими материалами для придания им дополнительной прочности. Широкую известность этот материал получил, вероятно, благодаря его использованию в пуленепробиваемых бронежилетах и передаче «Разрушители легенд», но у него есть десятки других применений. Так как изначальной целью разработчиков было создание легкого прочного волокна, которое можно было бы использовать при производстве шин, сегодня кевлар используется в автомобильной промышленности, но не только. Известно его применение при производстве лодок, самолетов и даже в строительной отрасли, хотя и не является основным конструкционным и строительным материалом.
Кевлар используется для армирования медных и волоконно-оптических кабелей (нитка по всей длине кабеля, предотвращающая растяжение и разрыв кабеля), в диффузорах акустических динамиков и в протезно-ортопедической промышленности для увеличения износостойкости частей углепластиковых стоп.
История появления Кевлара
Практически одновременно в России и Европе были созданы аналогичные волокна (СВМ и тварон), но так как кевлар был первым, все материалы, относящиеся к этой группе, стали называть именно так.
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.
Но это было только начало блестящей истории этого материала. Ткань кевлар появилась на рынке в 1975 году, и с тех пор на недочет спроса сетовать не приходится. А он рождает создание, так что Dupont не останавливается на достигнутом. Компания производит приметные денежные вливания, направленные на то, чтоб модернизировать патентованный материал кевлар и наделить его усовершенствованными чертами.
Как создают
Кевларовые волокна – кристаллизующий полимер. Их структура отличается высочайшей степенью жесткости. Это обосновано наличием бензольных колец. По структуре кевлар относится к сетчатым полимерам.
Волокнообразующие полимеры выполняются при низкой температуре методом поликонденсации в растворе. К последнему добавляют реагенты и активно перемешивают. Из этого раствора выделяется полимер в виде крошки либо геля. Дальше его промывают и высушивают. Потом полимер растворяют в сильных кислотах (к примеру, в серной). Из получившегося раствора способом экструзии (формуются через фильеры) формируются нити и волокна. Затем нити и волокна подаются в осадительную ванну, промываются и снова сушатся.
Кевлар выпускают в виде:
Свойства арамидных волокон
Для пара-арамидного волокна характерна высокая механическая прочность. В зависимости от марки, разрывная прочность волокна может колебаться от 280 до 550 кг/мм² (у стали, для сравнения, этот параметр находится в пределах
Лишь самые высокопрочные сорта стали со специальной обработкой приближаются по прочности к наименее прочным сортам арамида).
Такая высокая прочность сочетается с относительно малой плотностью — (плотность чистой воды 1000 кг/м³, плотность стали порядка 7800 кг/м³).
Обычный диаметр волокон 1 мкм, непрозрачные.
Волокна из Кевлар состоят из длинных молекулярных цепочек, произведенных из полипарафенилен-терефталамида. Цепочки имеют высокоупорядоченную ориентацию с прочными межмолекулярными связями, в результате чего образуется уникальная комбинация характеристик:
Основные характеристики Кевлар :
— Высокомодульный
— Нагрузка при специфическом удлинении (LASE)
— Высокая удельная прочность при разрыве при малом весе
— Низкое относительное удлинение при разрыве (конструкционная жесткость)
— Низкая электропроводность
— Высокая химическая стойкость
— Низкая термическая усадка
— Высокая жесткость (измеряемая работой разрыва)
— Прекрасная стабильность размеров
— Высокая порезостойкость
— Огнестойкий, самозатухающий
Кроме высокой прочности, кевлар обладает множеством других уникальных свойств, а именно:
К тому же ткань из кевлара отличается мягкостью, гигроскопичностью и способностью к воздухообмену, и вполне комфортна при использовании. Правда, это не относится к одежде, предназначенной для работы в условиях открытого огня и высоких температур. Для повышения термостойкости кевлар покрывают алюминием. Материал из такого волокна надежно защищает от мощного теплового излучения, контакта с раскаленными до 500 градусов поверхностями, а также от брызг раскаленного металла.
Следует также добавить, что этот материал довольно легок – один метр ткани весит 30-60 г, и хотя он не дешев (от 30 долларов за квадратный метр), его прекрасные защитные свойства вполне оправдывают такие расходы. Несколько дешевле стоят защитные материалы, армированные кевларовыми нитями, что придает им стойкость к разрыву и абразивному истиранию. Такие ткани используют для защитных вставок в рабочей и спортивной одежде, перчаток, а также в качестве износостойких стелек. Уход за изделиями из них чрезвычайно прост. Их не следует:
Кевларовые ткани, арамидные ткани, гибридные ткани и углеткани характеризуются следующими параметрами:
Температурные свойства кевлара
Кевлар сохраняет прочность и эластичность при низких температурах, вплоть до криогенных (−196 °C), более того, при низких температурах он даже становится чуть прочнее.
При нагреве кевлар не плавится, а разлагается при сравнительно высоких температурах (430-480 °C). Температура разложения зависит от скорости нагрева и продолжительности воздействия температуры. При повышенных температурах (более 150 °C) прочность кевлара уменьшается с течением времени. Например, при температуре 160 °C прочность на разрыв уменьшается на 10-20 % после 500 часов. При 250 °C кевлар теряет 50 % своей прочности за 70 часов.
Сравнение кевлара и стекловолокна
Кевлар обладает в 2.5 раза большей прочностью и в 3 раза большей жесткостью, чем электротехническое стекловолокно, при этом его плотность составляет всего 43% от плотности стекловолокна. Он лучше противостоит разрушению, вибрации и распространению трещин, великолепно держит ударные нагрузки. Ткань из кевларового волокна по конструкции похожа на стеклоткань, но в отличие от нее не требует какой-либо специальной обработки. Как может показаться поначалу, кевлар является просто идеальным материалом для оклейки корпуса, однако на самом деле не все тут так гладко.
Главным препятствием применению кевлара для наружной защиты корпуса является его довольно посредственная стойкость к абразивным воздействиям, а именно это свойство стоит на первом месте в ряду требований к материалу оклейки. Как только кевлар начинает подвергаться истиранию, его прочность моментально падает. Плюс ко всему, при значительно большей, чем у стекловолокна прочности на разрыв, он проигрывает ему при изгибе и в два раза слабее на сжатие. Кевлар можно использовать при оклейке для повышения прочности корпуса к ударным нагрузкам, однако рекомендуется дополнительно защитить его снаружи от истирания стеклотканью или подобным материалом, тем самым еще и облегчив последующие шпаклевание и шлифовку.
Кевлар производится без использования разного рода эмульсий и его можно применять с различными типами смол, включая полиэфирные, винилэфирные и эпоксидные. Однако, чтобы реализовать высокую ударопрочность и прочие высокие характеристики материала в пластике, обычно рекомендуются винилэфирная и эпоксидная смолы. Но даже при этом прочность на раздирание и отрыв оказывается меньше, чем у той же ткани Vectra при использовании их одних в качестве материала оклейки корпуса.
Сравнивая все плюсы и минусы кевлара, можно сделать вывод, что негативные стороны все же преобладают, во всяком случае когда речь идет об оклейке. Стоимость кевларовой ткани во много раз выше стеклоткани, даже несмотря на то, что материал становится все более доступен благодаря прочим сферам его применения.
Ткань из кевларового волокна обычно называется Кевлар-49 и продается разной плотности в рулонах шириной 95 и 125 см. Для оклейки корпуса рекомендовать его можно навряд ли, однако местные усиления в паре с защитой стеклотканью могут иметь практическую пользу.
Сферы внедрения кевлара
Основными способами его применения являются:
Изначально материал разрабатывался для армирования автомобильных шин, в этом качестве он используется и теперь. Кроме того, кевлар используют как армирующее волокно в композитных материалах, которые получаются прочными и лёгкими.
Кевлар используется для армирования медных и волоконно-оптических кабелей (нитка по всей длине кабеля, предотвращающая растяжение и разрыв кабеля), в диффузорах акустических динамиков и в протезно-ортопедической промышленности для увеличения износостойкости частей углепластиковых стоп.
В спецодежде ткань с кевларовым волокном используют в основном для усиливающих накладок в области колен (наколенники) и области локтей. Т.к. кевларовая ткань имеет высоки показатели на истираемость, то в её тспользуют в одежде в тех местах где больше всего нагрузка на истираемость, порезы и проколы.
Свое применение кевлар находит в тех отраслях, где очень важны стойкость к износу и тепловая стабильность, низкая структурная твердость и наибольшая легкость, также хорошая крепкость при низком весе. Потому логично, что этот материал пришелся «ко двору» при изготовлении средств персональной защиты, а именно бронежилетов, шлемов.
Средства индивидуальной бронезащиты
Механические свойства материала делают его пригодным для изготовления средств индивидуальной бронезащиты (СИБ) — бронежилетов и бронешлемов. Исследования второй половины 1970-х годов показали, что волокно марки кевлар-29 и его последующие модификации при использовании в виде многослойных тканевых и пластиковых (тканевополимерных) преград показывает наилучшее сочетание скорости поглощения энергии и длительности взаимодействия с ударником, обеспечивая тем самым относительно высокие, при данной массе преграды, показатели противопульной и противоосколочной стойкости. Это одно из самых известных применений кевлара.
К недочетам кевлара можно отнести светочувствительность — при продолжительном пребывании под солнечными лучами чудо-материал начинает разрушаться, хоть и очень-очень медлительно. Хорошим средством предохранения стало вшивание частей с кевларовыми нитями в более плотную ткань.
Стоимость на изделия с параамидными нитями довольно высока, и конкретно это препятствует всеобщей «кевларизации». Оснащать армию тактическими изделиями из данного материала могут для себя позволить только развитые в экономическом плане страны.
С Кевлар AS 400 Дюпон отвечает на требования рынка более сложного защитного и современного снаряжения, способного защитить обладателя от множества опасных ситуаций: ножей, шипов, пуль, осколочных ранений и тупых ударов.
Использование кевлара в спецодежде
Кроме заводских работников, большое количество специалистов, работающих на открытом воздухе, таких как дровосеки, строители и рабочие, настаивают на использовании усиленных «Кевлар » ботинок и брюк для
Судостроение
С начала 1990-х годов кевлар получил распространение в судостроении. Из-за технологических сложностей и цены на кевлар его применяют выборочно. Например, только в килевой части или для отделки корпуса по швам. Применяется для строительства яхт. Из этого материала они получаются очень лёгкими, расходуют меньше топлива и способны развивать более высокую скорость. Многие производители (такие, как верфи BAIA Yachts, Blue water, Dolphin, Danish yacht, Zeelander Yachts), делая в год не очень большое количество яхт, планомерно переходят на использование кевлара. Одним из лидеров в производстве яхт из кевлара считается итальянская верфь Cranchi, которая производит яхты из кевлара размером от 11 до 21 метра.
Авиационная промышленность
Кевлар применяется в конструкции ряда беспилотных летательных аппаратов (например, RQ-11) для повышения защиты.
Кевлар в спортивных товарах
Потребность в более легких, прочных и безопасных спортивных товарах сделала Кевлар популярным выбором, как производителей продукции, так и потребителей. Те же самые качества и эксплуатационные характеристики, которые доказали свою высокую эффективность в промышленности и в оборудовании для охраны жизни и здоровья, приходят на службу профессиональных спортсменов и любителей, а также всех остальных, кому нужна спортивная продукция лучшего качества.
Другие сферы
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.
Виды кевларовых волокон и материалов
Волокна кевлар используются для изготовления различных видов одежды, аксессуаров и оборудования, они позволяют увеличить их безопасность и прочность. Это волокно в пять раз прочнее стали при равном весе, поэтому оно является лучшим материалом для изготовления спецодежды и средств индивидуальной защиты.
Существует много различных типов нитей и филаментов DuPontКевлар, каждый из которых имеет свои качества и эксплуатационные характеристики. В зависимости от конечной области применения выбирается тот или иной тип Кевлара.
Различные типы волокон и нитей Кевлар, каждый из которых отличается уникальным набором свойств и характеристик и предназначен для определенных задач.
Семейство нитей Кевлар, с одинаковыми прочностными свойствами и имеющие разные тексы и замасливатели. Эти нити используются при производстве средств баллистической защиты, тросов и кабелей, порезостойких перчаток, средств индивидуальной защиты таких, как: шлемы, бронепластины для автомобилей, а также для армирования резины автомобильных покрышек и шлангов.
Высокомодульные нити, применяемые в первую очередь в оптоволоконных кабелях, в текстильных материалах, для усиления пластиков, при производстве тросов, кабелей, композитов для водных видов спорта, а также в аэрокосмической индустрии.
Окрашенная производителем нить Кевлар, применяемая при производстве тросов и кабелей, лент и ремней, перчаток и другой защитной одежды, а также спортивных товаров.
Нити с повышенной удельной прочностью, применяемые при производстве средств индивидуальной защиты: бронежилетов и шлемов, а также тросов, кабелей и шлангов высокого давления, применяемых в нефтегазовой промышленности.
Волокно для армирования ткани для производства средств бронезащиты (бронежилетов и касок), а также средств противоосколочной защиты.
Волокно Кевлар AP значительно повышает экономичность и дает больше свободы в проектировании, позволяя производителям создавать недорогие и более надежные потребительские и промышленные изделия.
Также бывают другие виды:
Кевларовые ткани имеют и минусы:
Бумага Кевлар для применения в аэрокосмической промышленности
Высокая прочность, небольшой вес и температурная стабильность бумаги, сделанной из материала DuPont Кевлар позволяет производителям аэрокосмического и морского оборудования производить безопасные детали, которые имеют лучшие эксплуатационные характеристики и больший срок службы, чем их аналоги из различных сплавов. Применение сотовых заполнителей из бумаги DuPont Кевлар в аэрокосмической отрасли позволяет снизить вес деталей и способствует снижению эксплуатационных расходов. А так как Кевлар является электрическим изолятором, он может препятствовать гальванической коррозии между разнородными материалами, такими как: металлы и графитонаполненные композиты.
Каждая панель сотового заполнителя содержит бумагу и связывающую смолу. Листы бумаги Кевлар нарезаются, склеиваются, сгибаются в форме шестиугольных ячеек и погружаются в связывающую смолу. Конечный продукт напоминает пчелиные соты и содержит 90-99% пустого пространства, обеспечивая исключительную экономию веса и конструкционную прочность.
Продукция для индивидуальной защиты
Высокопрочная марка Кевлар, применяемая при производстве бронежилетов и шлемов для баллистической защиты.
Технология, помогающая защитить сотрудников исправительных учреждений от угрозы нанесения ранений различным импровизированным и самодельным оружием: заточки, шила и пр.
Противопульная и противоосколочная защита для бронированных военных автомашин и легковых машин гражданского назначения, эксплуатирующихся в опасных условиях.
Волокно кевлар было изобретено более 50 лет назад, но и сейчас ученые продолжают работать над новыми возможностями этого удивительного материала в сотрудничестве с различными сообществами, производителями и правительствами. Вместе мы делаем Кевлар еще прочнее, сильнее и эффективнее. Арамидное волокно Кевлар каждый день расширяет границы возможного и позволяет справляться с трудностями.