Neskatoties uz to, ka Kevlara šķiedra tika izgudrota pirms daudziem gadiem, cilvēki joprojām nebeidz pārsteigties par tās unikālajām īpašībām. Pateicoties saviem parametriem un īpašībām, materiāls ir revolucionizējis audumu jomu, kas paredzēti aizsardzībai.
Kevlars: Kas tas vispār ir?
Audums, kas izgatavots no sintētiskās šķiedras ar kristālisku struktūru, tiek saukts par Kevlaru. Auduma neticamo izturību nodrošina benzola gredzens, kas atrodas kristāla šķērsgriezumā. Pēc savām īpašībām materiāls ir stiprāks un izturīgāks nekā metāls, vienlaikus tas ir ļoti plāns un viegls.
Katrs Kevlaru iepazīst citādi, katrs uzzina, kas tas ir, no noteiktām dzīves situācijām. Mūsdienu jaunatne ar šo materiālu ir pazīstama, pateicoties spēlei Rast, kurā varoņiem tiek piedāvāts iegādāties no tā izgatavotas bruņas un munīciju. Vecākā paaudze šķiedru saista ar aizsargapģērbu un sporta aprīkojumu.
Īsumā par izcelsmi
Tālajā 1975. gadā tirgū pirmo reizi tika ieviests materiāls ar nosaukumu Kevlar, un tas nekavējoties sāka baudīt milzīgu pieprasījumu, kas katru dienu tikai pieaug. Šis unikālais polimērs tika iegūts pasaulslavenā DuPont koncerna laboratorijās. Oficiāli par tā radītāju tiek uzskatīta ķīmiķe Stefanija Kvoleka.
Tolaik to izmantoja riepām kā armatūras materiālu. Vēlāk tas atrada pielietojumu dažādos kompozītmateriālos, sporta aprīkojumā un kabeļu izstrādājumos. Kevlara audumu sāka izmantot individuālo aizsardzības līdzekļu ražošanā.
Kevlara auduma ražošana
Uzzinot par šo materiālu, daudzi cilvēki uzdod jautājumu, no kā izgatavot Kevlaru. Lai to iegūtu, ņem kalcija hlorīda un metilpirolidona šķīdumu. Tam pievieno īpašus reaģentus, atbrīvojot neparastu vielu ar šķidro kristālu īpašībām. Process tiek veikts zemā temperatūrā.
No ārpuses iegūtais polimērs ir drupačas vai želeja, ko mazgā un žāvē. Pēc tam to izlaiž cauri vērpšanas ierīcēm, kā rezultātā veidojas šķiedras, pēc tam iegūst diegus. Nav grūti uzminēt, kas ir Kevlara diegi. Iegūtās šķiedras savītas diegos, kas jau veido gatavo produktu. Pēc tam tās otrreiz nosūta uz nogulsnēšanas vannu, mazgā un žāvē.
Lūdzu, ņemiet vērā! Tā kā Kevlara ražošana ir saistīta ar ievērojamām grūtībām, tostarp sērskābes izmantošanu, process ir ļoti dārgs.
Tehniskās īpašības un raksturlielumi
Kevlara tehniskās īpašības un īpašības ir patiesi unikālas. Galvenā iezīme tiek uzskatīta par augstu mehānisko izturību. Tajā pašā laikā masa un blīvums ir relatīvi zemi.
Kevlars ir materiāls ar unikālu izturību pret stiepšanos un pašdzēšanas spēju. Tajā pašā laikā tas nedeg un nekūst. Tikai temperatūrā virs 430 grādiem tas sāk sadalīties. Augstas temperatūras iedarbības rezultātā tas ne uzreiz, bet pēc noteikta laika sāk zaudēt savu izturību.
Tas ir izturīgs pret organiskajiem šķīdinātājiem un koroziju, kā arī tam ir augsts elastības modulis. Zemas temperatūras ietekmē tas ne tikai nebojājas, bet gluži pretēji, kļūst stiprāks. Tas ir izturīgs pret griezumiem un tam ir zema īpatnējā elektrovadītspēja.
Kevlara pielietojuma jomas
Neskatoties uz tā plašo izmantošanu un pieprasījumu, ne daudzi cilvēki zina, kas ir Kevlars. Lai gan šī augstas stiprības šķiedra daudzus gadu desmitus ir atradusi plašu pielietojumu klāstu.
Kevlaru galvenokārt izmanto jomās, kur svarīgas ir šādas īpašības:
- nodilumizturība;
- termiskā stabilitāte;
- zema strukturālā cietība;
- ievērojams vieglums;
- laba izturība pie maza svara.
Tāpēc ir loģiski, ka Kevlara audums tiek izmantots individuālo aizsardzības līdzekļu, dažādu apģērbu izgatavošanai militārajam personālam un speciālajiem spēkiem.
Aviācijas nozare
Kevlara īpašības, kāda veida materiāls tas ir, ir labi zināmas aviācijas nozarē. To izmanto vairāku bezpilota lidaparātu ražošanā, lai nodrošinātu aizsardzību.
Individuālie aizsardzības līdzekļi
Mehāniskās īpašības padara Kevlara šķiedras piemērotas personīgo bruņu ražošanai. No tā tiek izgatavotas kaujas ķiveres, ložu necaurlaidīgas vestes un ballistiskās maskas sejas aizsardzībai.
Pateicoties Kevlara bruņām, dažādu valstu bruņotie spēki bruņumašīnu apkalpēm rada īpašas ložu necaurlaidīgas maskas un balaklavas. Turklāt tieši ar Kevlara palīdzību tiek izgatavotas Nimica klases lidmašīnu bāzes kuģu bruņas.
Kevlara šķiedras ložu necaurlaidīgās vestes pamatoti tiek uzskatītas par augstākās kvalitātes vestēm. Šādas bruņas spēj nodrošināt aizsardzību pret auksto ieroču sitieniem, vājināt ložu triecienus un pasargāt no fragmentu iekļūšanas un izplatīšanās. Aizsardzība tiek nodrošināta, pateicoties izmantotā materiāla unikālajam vieglumam, izturībai un relatīvajai ilgmūžībai.
Vienlaikus, dodot priekšroku Kevlara izstrādājumiem, piemēram, ložu necaurlaidīgām vestēm, jāņem vērā, ka polimēram ir noteiktas nianses. Tā kā bruņas ir mīkstas, tās nespēs aizsargāt pret šāvienu vai caururbjošu sitienu ar nazi vai īlenu. Šādiem nolūkiem tiek izstrādāti īpaši modeļi ar īpaši stingriem paneļiem. Vēl viens trūkums ir fotosensitivitāte. Pastāvīgi un ilgstoši pakļaujoties saules gaismai, materiāls sāk pakāpeniski bojāties.
Tā kā Kevlara diegi tiek uzskatīti par dārgu materiālu, vispārēja "kevlarizācija" vēl nav notikusi. Tikai ekonomiski attīstītas valstis var atļauties aprīkot savas armijas un vienības ar taustes izstrādājumiem, kas izgatavoti no šī materiāla.
Roku aizsardzība
Taktiskie cimdi ar Kevlara plākšņu ieliktņiem tiek izmantoti, lai aizsargātu rokas no bojājumiem, saduroties ar ienaidnieka zobiem, kā arī lai ievērojami palielinātu triecienu. Šādus cimdus sauc arī par sava veida mūsdienu misiņa dūru analogu. Šādi aksesuāri ir ļoti pieprasīti specializēto vienību darbinieku, kā arī ekstrēmo sporta veidu cienītāju, āra aktivitāšu cienītāju un ielu cīnītāju vidū. Šādu popularitāti izskaidro izturība, izturība pret mitrumu un bojājumiem, kā arī siltums. Rokas šādos cimdos būs pilnībā aizsargātas.
Sporta aprīkojums
Snovbordi, laivas, airi, slēpes un sporta ķiveres, kas izgatavotas no kevlara, ir vieglas un ļoti izturīgas. No šī materiāla izgatavotas sporta preces iecienījuši gan amatieri, gan profesionāli sportisti.
Tieši šis materiāls palīdz samazināt vibrācijas pārnesi, nodrošina deformācijas slodžu izturēšanu bez bojājumiem. Materiāla plastiskuma rezultātā izstrādājumi ir pasargāti no dažādiem nopietniem bojājumiem, saspiešanas. Turklāt tas ir pilnīgi drošs un uzticams pat lielu trieciena slodžu ietekmē.
Cita starpā kevlaru izmanto dažu velosipēdu riepu oderējumam. Tas samazina riepu caurduršanas risku. Kevlara slāņi tiek pievienoti galda tenisa raketēm. Tas palielina atsitienu un samazina svaru. Materiālu izmanto, lai izgatavotu drošu apģērbu motociklistiem. To īpaši izmanto, lai aizstātu plastmasas elementus plecu un elkoņu aizsardzībai.
Citas piemērošanas jomas
Augsti ķīmiskās un mehāniskās stabilitātes rādītāji, kā arī Kevlara izturība nodrošina tā plašu pielietojumu dažādās jomās. Šis materiāls tiek uzskatīts par vienu no modernākajiem mūsdienu pasaulē.
Visbiežāk to izmanto šādiem mērķiem:
- Kā pastiprinoša šķiedra - tiek izmantota, lai padarītu materiālu vieglu un izturīgu. To izmanto, lai stiprinātu kabeļus un pasargātu tos no lūzumiem un stiepšanās.
- Ortopēdisko protēžu ražošanas procesā.
- Trošu ražošanā — produkti izceļas ar izturību pret koroziju, uzticamību, mazu svaru un nevadītspēju. Šo īpašību dēļ troses tiek plaši izmantotas kuģu būvē un ieguves rūpniecībā, aizstājot tērauda troses.
- Lai iegūtu hibrīda materiālu, ko sauc par oglekļa-kevlaru, to izmanto, lai būvētu laivu korpusus, kas spēj attīstīt ievērojamu ātrumu.
- Jaunākā īpaši izturīgā būvmateriāla, ko sauc par Kevlar betonu, ražošanai - izmanto bruģakmens plātņu, fasādes akmens sienām, pieminekļiem, apmalēm, pakāpieniem un daudz kam citam. Tajā pašā laikā šādi būvmateriāli ir diezgan dārgi izmantotā Kevlar dēļ.
- Makšķerauklas ražošanai - ja cilvēks profesionāli nodarbojas ar makšķerēšanu, tad viņš dod priekšroku tikai augstas kvalitātes aprīkojumam. Arī Kevlar cimds būs neaizstājams makšķerēšanā, īpaši sams vai līdakas ķeršanā.
- Kartera aizsardzības ražošanai - nodrošina augstu izturības līmeni pret mehāniskiem bojājumiem. Tas ir karstumizturīgs un tam ir augsta izturības pakāpe pret ķīmiskām vielām. Tajā pašā laikā Kevlara kompozīts ir salīdzinoši lētāks.
Kevlara šķiedra mūsdienās tiek izmantota dažādās jomās. Pasīvo aizsardzību gandrīz nav iespējams iedomāties bez šī materiāla, un ložu necaurlaidīgās vestes un ķiveres jau ir izglābušas daudzas dzīvības.
