Kevlar kangas. Mikä on Kevlar ja miten se pysäyttää luodin? Mitä Kevlarilla valmistetaan?

04.08.2023

Laivanrakennus

Ilmailuteollisuus

Lämpötilan ominaisuudet

Tunnisteet: Kevlar, Kevlar-valmistaja, Kevlar-tuotanto, Kevlar, Kevlar-valmistaja, Sotilastyyppi Kevlar, Ballistinen Kevlar, Kevlarin luodinkestävyys, Kevlarin suojaominaisuudet, Aramidikankaat, Aramidikankaat, Hybridikankaat, Aramidit Kevlar menee kuljetinhihnoille aramidikankaille palontorjuntavaatteet
Kevlar vartalosuojaksi

Nykyään Kevlaria käytetään korkeaa suorituskykyä vaativien tuotteiden valmistukseen kulutuskestävyys materiaalit: kiipeilyköydet, pikavedot, kypärät, kengänpäälliset, reput, sukset, käsineet sekä työvaatteiden valmistukseen. Kevlar-kuitu on kevyttä ja kestää hyvin erilaisia iskuja. Sillä on ominaisuuksia, kuten syttymättömyys ja lämmönkestävyys. Kehittäjien mukaan Kevlar-kuidut ovat viisi kertaa vahvempia kuin teräs samassa painossa.

Kuvassa luoti ei kyennyt läpäisemään aramidikankaita (Kevlar).

Kevlaria käytetään laajalti:

Lasten urheiluvaatteet, jääkiekkopuku.
Sisäosat vaatteisiin alueilla, joissa on paljon kulumista.
Sisäosat mahdollisia vammoja varten (polvet, kyynärpäät),
todennäköisiä vammapaikkoja veitsellä (naaras, vatsa).
Hyvä suoja traumatismia vastaan (traumaattiset aseet)
konfliktien aikana tiellä.

Paras viiltosuoja.
Käsineet, moottoripyörän, pyöräilijän vaatteet.
Se sopii hyvin jopa voimakkaiden musiikkikaiuttimien ja sammutusasujen kanssa, koska se ei pala.

Alun perin materiaali kehitettiin autonrenkaiden vahvistamiseen, ja sitä käytetään edelleen tänäkin päivänä. Lisäksi Kevlaria käytetään lujitekuituna komposiittimateriaaleissa, jotka ovat vahvoja ja kevyitä.

Kevlaria käytetään vahvistamaan kupari- ja kuituoptisia kaapeleita (kierre koko kaapelin pituudella, joka estää kaapelin venymisen ja katkeamisen), kaiutinkartioissa sekä proteesi- ja ortopediteollisuudessa lisäämään hiiliosien kulutuskestävyyttä. kuitujalat.

Kevlar-kuitua käytetään myös sekakankaiden vahvistuskomponenttina, mikä antaa niistä valmistetuille tuotteille kestävyyttä hankaus- ja leikkausvaikutuksiin; tällaisista kankaista valmistetaan erityisesti suojakäsineet ja urheiluvaatteiden suojaavat sisäkkeet (moottoriurheiluun, lumilautailuun jne.). ).

Työvaatteissa Kevlar-kuidusta valmistettua kangasta käytetään pääasiassa polvialueen (polvisuojat) ja kyynärpään alueen pehmusteiden vahvistamiseen. Koska Kevlar-kankaalla on korkea kulutuskestävyys, joten sitä käytetään vaatteissa paikoissa, joissa suurin rasitus kohdistuu kulumiseen, leikkauksiin ja puhkeamiseen.

Kevlar-rakenne. Polymeerin korkea järjestysaste ja sen lujuus saadaan aikaan molekyylien välisillä vetysidoksilla.

Materiaalin mekaaniset ominaisuudet tekevät siitä sopivan luodinkestävän liivien valmistukseen. Tämä on yksi Kevlarin tunnetuimmista käyttötavoista.

1970-luvulla yksi merkittävimmistä edistysaskelista vartalopanssarin kehityksessä oli Kevlar-kuituvahvistuksen käyttö. National Institute of Justice kehitti Kevlar-vartalopanssareita useiden vuosien aikana neljässä vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa kuitua testattiin sen selvittämiseksi, voisiko se pysäyttää luodin. Toinen vaihe oli määrittää tarvittavien materiaalikerrosten määrä eri nopeuksilla kulkevien erikaliiperisten luotien tunkeutumisen estämiseen ja kehittää prototyyppiliivi, joka voisi suojata työntekijöitä yleisimmiltä uhilta: .38 Special ja .22 Long Rifle luoteja. Vuoteen 1973 mennessä kehitettiin seitsemänkerroksinen Kevlar-kuituliivi kenttätestausta varten.

Laivanrakennus

Viimeisen vuosikymmenen aikana kevlar on yleistynyt laivanrakennuksessa. Kevlarin teknisten vaikeuksien ja hinnan vuoksi sitä käytetään valikoivasti. Esimerkiksi vain köliosassa tai saumoissa. Monet valmistajat (kuten telakat BAIA Yachts, Blue water, Danish yacht, Zeelander Yachts), jotka eivät valmista kovinkaan suurta määrää jahteja vuodessa, ovat siirtymässä järjestelmällisesti Kevlarin käyttöön. Kevlar-jahtien tuotannon johtaja on italialainen telakka Cranchi, joka valmistaa 11-21 metrin kokoisia Kevlar-jahteja.

Ilmailuteollisuus

Kevlaria käytetään useiden miehittämättömien ilma-alusten (kuten RQ-11) suunnittelussa suojan parantamiseksi.

Lämpötilan ominaisuudet

Kevlar säilyttää lujuuden ja kimmoisuutensa matalissa lämpötiloissa kryogeenisiin lämpötiloihin (−196 °C) asti, lisäksi alhaisissa lämpötiloissa se jopa vahvistuu hieman.

Kuumennettaessa kevlar ei sula, vaan hajoaa suhteellisen korkeissa lämpötiloissa (430-480 °C). Hajoamislämpötila riippuu kuumennusnopeudesta ja lämpötilalle altistuksen kestosta

Kevlar(Englanti Kevlar) on DuPontin valmistaman para-aramidikuidun (polyparafenyleenitereftalamidi) tavaramerkki. Kevlarilla on korkea lujuus (viisi kertaa vahvempi kuin teräs, vetolujuus σ0 = 3620 MPa). Stephanie Kwolekin ryhmä valmisti kevlarin ensimmäisen kerran vuonna 1964, tuotantotekniikkaa kehitettiin vuonna 1965 ja kaupallinen tuotanto aloitettiin 1970-luvun alussa.

Jatkuva kuitu: Aramidikuidut

Aramidikuidut kuuluvat aromaattisten polyamidikuitujen luokkaan. Ne ovat kemiallisia kuituja, jotka on saatu lineaarisista kuituja muodostavista polyamideista, joissa vähintään 85 % amidiryhmistä on sitoutunut suoraan kahteen aromaattiseen renkaaseen. Tällaisille kuiduille on ominaista korkeat lujuusarvot, kimmomoduuli, lämmönkestävyys ja kemiallinen kestävyys. Ensimmäistä kertaa ne tulivat tunnetuksi tuotenimellä "Kevlar".

Vastaanotto ja tuotanto

Aramidikuituja muodostavia polymeerejä valmistetaan polykondensaatiolla liuoksessa matalissa lämpötiloissa (5...10 °C). Polymeeri saadaan lisäämällä reagensseja liuokseen voimakkaasti sekoittaen. Polymeeri eristetään alkuperäisestä liuoksesta geelin tai murun muodossa, sitten se pestään ja kuivataan.

Saatu polymeeri liuotetaan johonkin vahvoista hapoista, esimerkiksi väkevään rikkihappoon. Kuidut ja langat muodostetaan polymeeriliuoksesta suulakepuristamalla suulakkeiden läpi. Muotoilulämpötila 50 ... 100 °C. Ekstrudoidut kuidut kulkevat pienen ilmaraon (5-20 mm) läpi ja joutuvat saostushauteeseen, jossa on kylmää vettä (alle 4 °C). Kuitu pestään, kerätään vastaanottolaitteeseen ja kuivataan. Sadekylvystä poistuttaessa kuidulle voidaan tehdä lisäkäsittely (veto, lämpökäsittely) sen mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi. Kuitujen ominaisuudet voivat riippua raaka-aineen koostumuksesta, käytettyjen liuottimien ominaisuuksista, kuitujen saamiseksi käytettävän teknologisen prosessin olosuhteista ja muodostuneiden filamenttien lämpökäsittelyolosuhteista.

Kevlar-kuitu on kiteytyvä polymeeri. Kuidun kemialliselle rakenteelle on ominaista korkea orientaatio ja jäykkyys. Nämä ominaisuudet johtuvat erityisesti siitä, että rakenteessa on suuri määrä aromaattisia (bentseeni)renkaita. Rakenteensa mukaan Kevlar-kuitu voidaan luokitella verkkopolymeeriksi.

Jäykät polymeeriketjut ovat suoristettuina ja muodostavat kuidun tilavuudessa erittäin tiiviin pakkauksen, mikä määrää Kevlar-tyyppisen kuidun korkeat mekaaniset ominaisuudet. Polymeerin kiteinen luonne varmistaa kuitujen korkean lämpöstabiilisuuden, ja aromaattisten renkaiden läsnäolo makromolekyylin rakenteessa määrää kuitujen kemiallisen stabiilisuuden. Makromolekyylien jäykän verkostorakenteen vuoksi aramidikuidut eivät koe faasimuutoksia kuumennettaessa lämpöhajoamislämpötilaan.

Kevlar-kuituja valmistetaan teknisinä lankoina, joilla on erilaiset lineaariset tiheydet ja rakenteet. Filamenttien lukumäärä tyypillisessä langassa voi vaihdella 130 - 1000 kankaiden valmistuksessa ja 500 - 10 000 köysien ja narujen valmistuksessa. Kevlar on saatavana myös langan, rovingin ja kankaiden muodossa. Kuidut ovat läpinäkymättömiä, ja niiden tyypillinen halkaisija on noin 11 mikronia.

Aramidikuitujen ominaisuudet

Aramidilangoilla on parhaat suorituskykyominaisuudet kaikista orgaanisista kuiduista. Ne kestävät liekkejä, korkeita lämpötiloja, orgaanisia liuottimia, öljytuotteita jne. Aramidikuidut ovat vähemmän hauraita verrattuna hiili- ja lasikuituihin ja soveltuvat prosessoitavaksi tavanomaisissa tekstiilien tuotantolaitteissa.

Aramidikuiduilla on korkeimmat lujuus- ja kimmomoduuliarvot orgaanisista kuiduista.

Lämpötilan nousu johtaa aramidikuitujen lujuuden laskuun 3,5 GPa:sta 2,7 GPa:iin. Kuiduilla ei ole käytännössä mitään virumista kuormituksen alaisena. Koko kuormitusalueella vaurioitumiseen asti jännityksen riippuvuus muodonmuutoksesta on lineaarinen. Aramidikuitujen ominaisuuksiin vaikuttaa merkittävästi lankojen kiertyminen: kiertymisasteen kasvaessa kuitujen kimmomoduuli ja lujuus laskevat huomattavasti. Tämän vaikutuksen uskotaan johtuvan kuitujen pintavauriosta kiertymisen aikana. Tätä oletusta tukevat kuitujen väsymistestien tulokset, jotka osoittavat, että kuidut kestävät suuren määrän kuormitussyklejä, jos niissä ei esiinny ihokitkaa. Tällaisen kitkan läsnä ollessa kuitujen kestävyys on erittäin alhainen.

Eri tekijöiden vaikutus aramidikuiduilla vahvistetun CM:n mekaanisiin ominaisuuksiin

Sideaineen vaikutus komposiitin mekaanisiin ominaisuuksiin määräytyy pääasiassa kahdella parametrilla: adheesio ja kimmokerroin. Nämä kaksi tekijää vaikuttavat CM:n tuhoutumistyyppiin ja lopulta määräävät komposiitin lujuusominaisuuksien tason. Matalamoduuliset sideaineet eivät yleensä pysty takaamaan kuorman uudelleenjakamista lujitekuitujen välillä koko komposiitin tilavuudessa. Tässä tapauksessa yksittäiset kuidut deformoituvat toisistaan riippumatta. Yhden kuidun tuhoutuminen (murtuminen) voi tällaisissa tapauksissa johtaa kuorman merkittävään uudelleenjakaumaan sen läheisyydessä ja viereisten kuitujen ylikuormitukseen. Seurauksena on, että tällaisissa tapauksissa havaitaan usein lumivyörymäinen materiaalin tuhoutumisprosessi. Komposiitin keskimääräinen kuidun lujuus on alhainen.

Jos valittu adheesion ja kimmomoduulin yhdistelmä varmistaa suunnilleen tasaisen kuormituksen jakautumisen materiaalin kaikkien kuitujen välillä, komposiitin keskimääräisellä (tehollisella) lujuudella on korkeampi arvo. Yleensä käytännössä on mahdollista realisoida tietty materiaalin potentiaalisen lujuuden keskiarvo.

Tilavuuskuitupitoisuuden kasvaessa materiaalin lujuus yleensä ensin kasvaa, ja kun tietty täyttötaso saavutetaan, se stabiloituu tai jopa laskee.

Lämpötilan nousu johtaa aramidikuiduista valmistettujen mikromuovien lujuuden lievään laskuun. Lämpötilan alentamisella ei ole käytännössä mitään vaikutusta lujuusominaisuuksiin.

Jännityksen riippuvuus aramidikuituihin perustuvien komposiittien muodonmuutoksesta on lähellä lineaarista. Aramidikuituihin perustuvasta yksisuuntaisesta komposiitista valmistettujen näytteiden pitämiseen jatkuvassa kuormituksessa pitkään seuraa niiden muodonmuutos - viruminen - lisääntyy. Kuormatason noustessa virumisen aiheuttama muodonmuutos kasvaa ja pitkittyneellä kuormituksella muodonmuutoksen riippuvuus ajasta tulee lineaariseksi laajalla alkukuormitusalueella.

Aramidikuituihin perustuvien komposiittikuitumateriaalien (CFM) jäykkyys ja lujuus poikittain raudoituksen suuntaan kuormitettuna on huomattavasti pienempi kuin raudoituksen suuntaan kuormitettuna. Komposiitin ominaisuuksista tämän tyyppisessä kuormituksessa on erilaista tietoa, jotka riippuvat testausmenetelmästä, mutta ne kaikki osoittavat, että poikittaissuuntainen kuormitus on epäedullista materiaalin mahdollisten lujuusominaisuuksien käytön kannalta.

Poikittaiskuormituksen alaisen materiaalin ominaisuuksien lisäämisongelma ratkaistaan yleensä sisällyttämällä komposiittiin lisäksi muun tyyppisiä lujitekuituja, esimerkiksi hiiltä tai lasia. Hiilikuitujen valinta johtuu siitä, että niiden lämpötilaominaisuudet (lämpölaajenemiskerroin) ovat samanlaiset kuin aramidikuituilla. Tällaisia komposiitteja kutsutaan yleensä "hybridiksi". Kevlar-hiilikomposiitit ovat halvempia ja vähemmän hauraita hiilikomposiitteihin verrattuna, mikä tekee niistä varsin houkuttelevia, vaikka lujuus on heikentynyt hiilimateriaaleihin verrattuna.

Toinen tapa parantaa yksisuuntaisten komposiittien suorituskykyominaisuuksia on lisätä päälujitemateriaaliin pieni tilavuusosuus oikosulkukuituja (niittejä). Tällaiset kuidut suuntautuvat materiaalissa epätasaisesti pitkiin kuituihin verrattuna ja saavat aikaan lisäkuormien uudelleenjakauman materiaalin tilavuudessa sideaineen lisäksi. Tällaisten materiaalien vetolujuus ja kimmomoduuli ovat yleensä pienempiä kuin yksisuuntaisten, mutta niiden tuhoamiseen tarvittava työ on paljon suurempi (noin puolitoista kertaa).

Aramidikuituihin perustuvat komposiitit

Aramidikuitujen korkeat mekaaniset ominaisuudet eivät sinänsä takaa korkeita mekaanisia ominaisuuksia niihin perustuvissa komposiiteissa. Komposiitin ominaisuudet määräytyvät suurelta osin kuitujen vuorovaikutuksesta sideaineen kanssa. Tämä vuorovaikutus johtaa ulkoisten kuormien uudelleen jakautumiseen komposiittiraudoitusrakenteen elementtien välillä. Siksi komposiitin ominaisuuksien arviointi ei tulisi suorittaa vain sen komponenttien ominaisuuksien perusteella, vaan myös joidenkin materiaalin ominaistilavuuksien ominaisuuksien perusteella, joilla on kaikki komposiitille ominaiset ominaisuudet: vahvistusrakenne, tilavuussuhde. komponentit jne.

Käytännössä tällaisia tunnusomaisia tilavuuksia pidetään usein sideaineella kyllästetyinä ja kovetetuina säikeinä (nippuina). Tällaisia säikeitä, jotka on tarkoitettu komposiitin ominaisuuksien kokeellisiin tutkimuksiin, kutsutaan "mikromuoveiksi". Mikromuovin valmistustekniikka toistaa todellisten komposiittituotteiden valmistusteknologiaa tuotantomääriä lukuun ottamatta. Tällaisia tutkimuksia suoritettaessa on otettava huomioon, että niiden tuloksiin voivat vaikuttaa sellaiset tekijät kuin säikeen (nipun) paksuus, testimenetelmä ja muut tekijät. Otoskoon vaikutus testituloksiin on yksi epämiellyttävimmistä tekijöistä, joka vaikeuttaa merkittävästi kokeellisen tiedon analysointia. Tätä vaikutusta on yleensä vaikea arvioida, ja sitä kutsutaan "skaalavaikutukseksi".

Aramidikuituihin perustuvan KVM:n käyttö

Aramidikuituihin (Kevlar) perustuvaa KVM:ää käytetään ilmailussa kantavien rakenteiden osien, laipioiden, ovien, lattioiden ja suojusten valmistukseen. Sotilasvarusteiden ja -varusteiden valmistuksessa näitä materiaaleja käytetään rakettimoottorien koteloiden, luodinkestävän vaatetuksen, kevyiden panssarilevyjen jne. valmistuksessa. Kevlarin käyttö näissä tuotteissa liittyy alhaiseen tiheyteen ja korkeaan iskukuormituksen kestävyyteen.

Matala tiheys, hyvät vaimennusominaisuudet ja joustavuus edistävät Kevlarin käyttöä urheiluvälineiden valmistuksessa: veneet, mailat jne.

Kevlar-kuiduista joko yksinään tai yhdessä kumin kanssa valmistetaan köysiä, joita käytetään laivanrakennuksessa ja kaivostoiminnassa, jossa niitä käytetään teräsköysien sijasta. Tällaisten köysien etuja ovat keveys, korkea lujuus, korkea korroosionkestävyys ja hyvät sähköeristysominaisuudet. Kevlaria käytetään renkaiden valmistuksessa nauhana, jossa ominaisuuksien, kuten alhaisen tiheyden, hyvän tärinänkestävyyden, korkean lujuuden ja korroosionkestävyyden, yhdistelmä tekee siitä edullisemman kuin viskoosista, polyesterikuiduista ja teräslangasta valmistettu johto.

Monet ovat kuulleet nimen "Kevlar". Vartalosuojat ja kypärät on valmistettu siitä. Monet ihmiset antavat sille lähes yliluonnollisia kykyjä, pitäen sitä ainutlaatuisena materiaalina, joka suojaa luodeilta. Emme tietenkään voineet sivuuttaa sitä ja yritimme selvittää, mikä se oli.

Mitä Wikipedia sanoo Kevlarista:

Kevlar on DuPontin valmistaman para-aramidikuidun (polyparafenyleenitereftalamidi) tavaramerkki. Kevlarilla on korkea lujuus (viisi kertaa vahvempi kuin teräs, vetolujuus σ0 = 3620 MPa). Stephanie Kwolekin ryhmä valmisti kevlarin ensimmäisen kerran vuonna 1964, tuotantotekniikkaa kehitettiin vuonna 1965 ja kaupallinen tuotanto aloitettiin 1970-luvun alussa.

Tällä hetkellä aramidikuituja valmistetaan kaikkialla maailmassa eri tuotenimillä. Mutta aivan kuten kopiokoneita ympäri maailmaa kutsutaan niiden luojayhtiön Xerox nimellä, aramidimateriaaleja kutsutaan jokapäiväisessä elämässä myös Kevlariksi.

Mitä erityistä aramidikuidussa on?

Aramidikuidulle on ominaista korkea ominaisvetolujuus; korkea iskunkestävyys ja dynaamiset kuormitukset. Lisäksi kuitu ja sen lajikkeet ovat tulenkestäviä.

Alun perin Kevlaria käytettiin autonrenkaiden vahvistamiseen, mutta sen keveyden vuoksi siihen perustuvia komposiittimateriaaleja alettiin käyttää ilmailu- ja avaruusteollisuudessa. Lisäksi raskaat kaapelit valmistetaan Kevlarista.

Itse asiassa sen pienitiheyksinen iskunkestävyys tekee siitä erinomaisen materiaalin panssarisuojaukseen.

Kaikista eduistaan huolimatta aramidikuidulla on edelleen haittoja. Näitä ovat: ikääntyminen, "hydrofobia" ja hinta. Kastuessaan aramidikuitu menettää lujuutensa lähes puoleen. Kun kevlar kuivuu, se saa takaisin ominaisuutensa, mutta ajan myötä sen mekaaninen lujuus katoaa peruuttamattomasti. Tämä prosessi ei kuitenkaan mene liian nopeasti - useimmat valmistajat tarjoavat 5 vuoden takuun. Ja erikoiskäsittely ratkaisee kastumisen ongelman.

Lisäksi aramidikuitu on vaikea värjätä, joten siitä valmistetut tuotteet ovat lähes aina keltaisia.

Aramidikuitujen lisäksi nykyaikaisessa vartalosuojassa käytetään usein myös HDPE-polyeteeniä. Itse asiassa se on sama materiaali, josta laukut ja kantokassit valmistetaan. Useat kymmenet ohuet PVP-levyt voivat pysäyttää pistoolin luodin.

Mutta Kevlar, PVP ja muut materiaalit eivät voi juurikaan vastustaa tehokkaita kiväärin patruunoita. Siksi niitä käytetään valosuojaukseen tai metallipanssarilevyjen vartalopanssariin lisäyksinä.

(polyparafenyleenitereftalamidi) -kuitu, jonka valmistaa DuPont. Kevlarilla on suuri lujuus (vetolujuus σ 0 = 3620 MPa). Stephanie Kwolekin ryhmä valmisti kevlarin ensimmäisen kerran vuonna 1964, tuotantotekniikkaa kehitettiin vuonna 1965 ja kaupallinen tuotanto aloitettiin 1970-luvun alussa.

Sovellus

Alun perin materiaali kehitettiin autonrenkaiden vahvistamiseen, johon sitä käytetään edelleen. Lisäksi Kevlaria käytetään lujitekuituna komposiittimateriaaleissa, jotka ovat vahvoja ja kevyitä.

Henkilökohtainen panssarisuoja

Materiaalin mekaaniset ominaisuudet tekevät siitä sopivan henkilökohtaisen panssarisuojan (PIB) - vartalosuojan ja vartalosuojan - valmistukseen. 1970-luvun jälkipuoliskolla tehdyt tutkimukset osoittivat, että Kevlar-29-kuitu ja sen myöhemmät muunnelmat, kun niitä käytettiin monikerroksisena kankaana ja muovina (kangas-polymeeri), osoittavat parhaan yhdistelmän energian absorptionopeudesta ja vuorovaikutuksen kestosta. hyökkääjä, mikä tarjoaa esteen massaan nähden suhteellisen korkeat luodinkestävän ja sirpaloitumisenkestävyyden indikaattorit. Tämä on yksi Kevlarin tunnetuimmista käyttötavoista.

1970-luvulla yksi merkittävimmistä edistysaskelista vartalopanssarin kehityksessä oli Kevlar-kuituvahvistuksen käyttö. Kevlar-vartalopanssarin kehittäminen Yhdysvaltain kansallisen oikeuslaitoksen toimesta. National Institute of Justice) tapahtui useiden vuosien aikana neljässä vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa kuitua testattiin sen selvittämiseksi, voisiko se pysäyttää luodin. Toisessa vaiheessa määritettiin materiaalikerrosten määrä, joka tarvitaan estämään erikaliiperisten luotien tunkeutuminen ja eri nopeuksilla kulkeminen, sekä kehittää prototyyppiliivi, joka pystyy suojaamaan työntekijöitä yleisimmiltä uhilta: .38 Special ja .22 Long Kiväärin kaliiperin luodit. Vuoteen 1973 mennessä kehitettiin seitsemänkerroksinen Kevlar-kuituliivi kenttätestausta varten. Havaittiin, että kevlarin suojaominaisuudet heikkenivät märkänä. Kyky suojautua luoteja vastaan heikkeni myös ultraviolettivalolle, mukaan lukien auringonvalolle, altistumisen jälkeen. Kemiallinen pesu ja valkaisuaineet vaikuttivat myös negatiivisesti kankaan suojaaviin ominaisuuksiin, samoin kuin toistuva pesu. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi on kehitetty vedenpitävä liivi, jossa on kangaspinnoite, joka estää altistumisen auringonvalolle ja muille haitallisille tekijöille.

Laivanrakennus

Katso myös

Kirjoita arvostelu artikkelista "Kevlar"

Huomautuksia

Kirjallisuus ja lähteet

O. Lisov. "Kevlar on lupaava materiaali sotilaallisiin tarkoituksiin" // Foreign Military Review, nro 2, 1986. s. 89-90.

Luonnollinen
(luonnollinen)



Eläimet

Mineraali

Kemiallinen

Keinotekoinen

Synteettinen

Epäorgaaninen

Ote kevlarista

"Ota, ota lapsi", sanoi Pierre, ojentaen tytön ja kääntyen naisen puoleen käskevästi ja hätäisesti. - Anna se heille, anna se heille! - hän huusi melkein naiselle laskeen huutavan tytön maahan ja katsoi jälleen ranskalaisiin ja armenialaisten perheeseen. Vanhus istui jo paljain jaloin. Pieni ranskalainen riisui viimeiset saappaansa ja taputti saappaat toisiaan vasten. Vanha mies nyyhkyttäen sanoi jotain, mutta Pierre vain huomasi sen; kaikki hänen huomionsa kohdistui hupussa olevaan ranskalaiseen, joka tuolloin hitaasti heilutellen siirtyi nuorta naista kohti ja otti kätensä taskuistaan ja tarttui tämän kaulaan.
Kaunis armenialainen nainen istui edelleen samassa liikkumattomassa asennossaan, pitkät silmäripset alhaalla, ja ikään kuin hän ei olisi nähnyt tai tuntenut, mitä sotilas teki hänelle.
Kun Pierre juoksi muutaman askeleen, jotka erottivat hänet ranskalaisesta, pitkä hupullinen marodööri repäisi jo hänen kaulakorunsa armenialaisen naisen kaulasta, ja nuori nainen, joka tarttui niskaansa käsillään, huusi kirkkaalla äänellä. .
– Laissez cette femme! [Jätä tämä nainen!] - Pierre karjui kiihkeällä äänellä, tarttuen pitkään, kyyristyneeseen sotilaan olkapäistä ja heittäen hänet pois. Sotilas kaatui, nousi ja juoksi karkuun. Mutta hänen toverinsa, joka heitti pois saappaansa, otti halkaisun ja eteni uhkaavasti Pierren kimppuun.
- Voyons, pas de betises! [Noh! Älä ole tyhmä!] – hän huusi.
Pierre oli siinä raivossa, jossa hän ei muistanut mitään ja jossa hänen voimansa kymmenkertaistuivat. Hän ryntäsi paljasjalkaisen ranskalaisen kimppuun, ja ennen kuin hän ehti ottaa halkaisijansa esiin, hän oli jo kaatanut hänet alas ja lyönyt häntä nyrkkeillään. Ympäröivästä väkijoukosta kuului hyväksyvä huuto, ja samaan aikaan ranskalaisten lansserien ratsastettu partio ilmestyi kulman taakse. Lanserit ravivat Pierren ja ranskalaisen luokse ja piirittivät heidät. Pierre ei muistanut mitään siitä, mitä seuraavaksi tapahtui. Hän muisti, että hän oli lyönyt jotakuta, häntä oli pahoinpidelty ja että lopulta hän tunsi kätensä sidottuna, että joukko ranskalaisia sotilaita seisoi hänen ympärillään ja tutki hänen mekkoaan.
"Il a un poignard, luutnantti, [luutnantti, hänellä on tikari"] olivat ensimmäiset sanat, jotka Pierre ymmärsi.
- Ah, une arme! [Ah, aseet!] - sanoi upseeri ja kääntyi Pierren mukana otetun paljasjalkaisen sotilaan puoleen.
"C"est bon, vous direz tout cela au conseil de guerre, [Okei, okei, sinä kerrot kaiken oikeudenkäynnissä", sanoi upseeri. Ja sen jälkeen hän kääntyi Pierren puoleen: "Parlez vous francais vous?" [ Puhutko ranskaa?]
Pierre katsoi ympärilleen verisillä silmillä eikä vastannut. Hänen kasvonsa näyttivät luultavasti hyvin pelottavilta, koska upseeri sanoi jotain kuiskaten, ja vielä neljä lanseria erottui ryhmästä ja seisoi Pierren molemmilla puolilla.
– Parlez vous francais? – upseeri toisti kysymyksen hänelle pysyen poissa hänestä. - Faites venir l "tulkki. [Soita tulkki.] - Pieni mies venäläisessä siviilipuvussa tuli ulos rivien takaa. Pierre, pukeutumisestaan ja puheestaan, tunnisti hänet heti ranskalaiseksi yhdestä Moskovan kaupasta.
"Il n"a pas l"air d"un homme du peuple, [Hän ei näytä tavalliselta", sanoi kääntäjä katsoessaan Pierreä.
- Voi voi! ca m"a bien l"air d"un des incendiaires", upseeri hämärsi. "Demandez lui ce qu"il est? [Voi voi! hän näyttää paljon tuhopolttajalta. Kysy häneltä, kuka hän on?] hän lisäsi.
- Kuka sinä olet? – kysyi kääntäjä. "Viranomaisten on vastattava", hän sanoi.
– Je ne vous dirai pas qui je suis. Je suis votre vanki. Emmenez moi, [en kerro sinulle kuka olen. Olen vankinne. Vie minut pois", Pierre sanoi yhtäkkiä ranskaksi.
- Ah AH! – upseeri sanoi kulmiaan rypistellen. - Marchons!
Väkeä kerääntyi lansereiden ympärille. Lähimpänä Pierreä seisoi taskuleimattu nainen tytön kanssa; Kun kiertotie alkoi liikkua, hän siirtyi eteenpäin.
- Minne he vievät sinut, kultaseni? - hän sanoi. - Tämä tyttö, mitä minä teen tämän tytön kanssa, jos hän ei ole heidän! - nainen sanoi.
– Qu"est ce qu"elle veut cette femme? [Mitä hän haluaa?] - kysyi upseeri.
Pierre näytti olevan humalassa. Hänen hurmioituneensa olotila vahvistui entisestään pelastamansa tytön nähdessään.
"Ce qu"elle dit?" hän sanoi. "Elle m"apporte ma fille que je viens de sauver des flammes", hän sanoi. - Hyvästi! [Mitä hän haluaa? Hän kantaa tytärtäni, jonka pelastin tulesta. Hyvästi!] - ja hän, tietämättä kuinka tämä päämäärätön valhe karkasi häneltä, käveli päättäväisellä, juhlallisella askeleella ranskalaisten keskuudessa.
Ranskalainen partio oli yksi niistä, jotka lähetettiin Duronelin käskystä Moskovan eri kaduille tukahduttamaan ryöstelyä ja erityisesti vangitsemaan tuhopolttajia, jotka sinä päivänä korkeimpien ranskalaisten keskuudessa syntyneen yleisen mielipiteen mukaan olivat tulipalojen syy. Useita katuja kierrettyään partio tavoitti viisi muuta epäilyttävää venäläistä, yhden kauppiaan, kaksi seminaaria, talonpojan ja palvelijan sekä useita ryöstöjä. Mutta kaikista epäilyttävistä ihmisistä Pierre vaikutti epäilyttävämmältä. Kun heidät kaikki vietiin yöpymään suureen Zubovsky Valin taloon, johon perustettiin vartiotalo, Pierre asetettiin erikseen tiukan vartioinnin alle.

Tuolloin Pietarissa käytiin korkeimmissa piireissä kiihkeämmin kuin koskaan ennen Rumjantsevin, ranskalaisten, Maria Fedorovnan, Tsarevitšin ja muiden puolueiden välillä monimutkaista taistelua, jotka, kuten aina, hukkuivat hovin droonien trumpetointi. Mutta rauhallinen, ylellinen, vain aaveista, elämän heijastuksista huolissaan, Pietarin elämä jatkui entiseen tapaan; ja tämän elämän kulun vuoksi jouduttiin tekemään suuria ponnisteluja ymmärtääkseen vaaran ja vaikean tilanteen, johon Venäjän kansa joutui. Siellä oli samat uloskäynnit, pallot, sama ranskalainen teatteri, samat tuomioistuinten intressit, samat palvelu- ja juonittelun intressit. Vain korkeimmissa piireissä pyrittiin palauttamaan mieleen nykyisen tilanteen vaikeus. Se kerrottiin kuiskaten kuinka vastakkain toistensa toimi, niin vaikeissa olosuhteissa, molemmat keisarinnat. Keisarinna Maria Feodorovna, joka oli huolissaan alaistensa hyväntekeväisyys- ja oppilaitosten hyvinvoinnista, teki käskyn lähettää kaikki laitokset Kazaniin, ja näiden laitosten tavarat oli jo pakattu. Keisarinna Elizaveta Aleksejevna, kun häneltä kysyttiin, mitä käskyjä hän halusi tehdä, vastasi hänelle ominaisella venäläisellä isänmaallisuudellaan, ettei hän voinut antaa määräyksiä valtion instituutioista, koska se koski suvereenia; suunnilleen samasta asiasta, joka riippuu hänestä henkilökohtaisesti, hän uskalsi sanoa, että hän lähtee Pietarista viimeisenä.

Tällä hetkellä Kevlarista on tullut yleinen vaatetus- ja varustekomponentti ihmisille, joiden henki on jatkuvasti vaarassa: armeija- ja turvallisuusviranomaiset, astronautit ja tutkijat, urheilijat ja palomiehet. Kevlarkuituja käytetään aina, kun vaaditaan lisää lujuutta, autonrenkaista veneen rungoihin, niiden käyttöalue laajenee jatkuvasti ja tuotantotekniikkaa parannetaan. Tämä materiaali vastaanotettiin puoli vuosisataa sitten, ja monien mielestä on outoa, että sen kirjoittaja oli nainen.

Miten Kevlar syntyi?

On symbolista, että tämän ainutlaatuisen kuidun keksijä Stephanie Kwolek rakasti ompelemaan vaatteita nukeille lapsena. Koulun jälkeen hän opiskeli kemiaa Carnegien yliopistossa, mutta haaveili lääketieteestä. Ansaitakseen rahaa yliopisto-opiskelulle tyttö aloitti vuonna 1946 työskentelyn kuuluisassa DuPont-konsernissa ja tajusi pian, että hänen kutsumuksensa oli loppujen lopuksi kemia. Vuonna 1964 Kwolekin ryhmä työskenteli parantaakseen polyaramidien tuotantoa, polymeeriaineita, joilla on sauvamainen rakenne ja jotka voisivat korvata teräsköyden renkaissa. Luopumalla sulatusmenetelmästä Stephanie pystyi luomaan epätavallisen näköisen ratkaisun, joka kehruurenkaiden läpi kulkiessaan muuttui aramidilankoiksi.

Kun saadun kuidun lujuutta alettiin testata, tutkijat päättelivät, että laitteisto oli rikki – uuden materiaalin lujuusindikaattorit olivat viisi kertaa terästä suuremmat.

Uusi materiaali, nimeltään Kevlar, tuli kaupalliseen käyttöön 70-luvulla. Sitä alettiin käyttää renkaiden, nauhanauhojen ja komposiittimateriaalien valmistukseen. Samaan aikaan sotilas- ja lainvalvontaviranomaiset kiinnittivät huomiota polyaramidikuitujen korkeaan lujuuteen, jonka tavoitteena oli kehittää henkilökohtaisia suojavarusteita. Ajatus luodinkestävästä liivistä syntyi ensimmäisen maailmansodan aikana (sen kirjoittaja oli kirjailija Conan Doyle), mutta perinteiset metallilevyt olivat raskaita ja haittasivat liikkumista.

American National Institute of Justice -instituutin asiantuntijat suorittivat perusteellisia tutkimuksia useiden vuosien ajan, jonka aikana he osoittivat, että seitsemän kevlar-kangaskerrosta tarjoaa yleisimmän 38-kaliiperin luotilaukausten kestävyyden. Kenttätestauksen viimeinen vaihe osoitti, että tällaisten vartaloliivien lujuus heikkenee, kun se kastuu ja altistuu UV-säteille. Todettiin myös, että Kevlar-kangastuotteiden suojaominaisuudet heikkenevät useiden pesujen jälkeen, eivätkä ne kestä valkaisua tai kuivapesua.

Kehityksen tuloksena syntyi vedenpitävällä kankaalla päällystetty Kevlar-vartalopanssari, joka suojaa vahvistettua kerrosta vedeltä ja auringolta. Lisäksi kevlar-kypäriä, käsineitä, kenkien pohjallisia jne. alettiin käyttää henkilönsuojaimina.

Aramidikuitujen ominaisuudet

Korkean lujuuden lisäksi Kevlarilla on monia muita ainutlaatuisia ominaisuuksia, nimittäin:

joutuessaan kosketuksiin tulen ja korkeiden lämpötilojen kanssa tämä kuitu ei pala, ei savua tai sula;
Kevlar on myrkytön ja räjähdysherkkä;
sen lämpöhajoamislämpötila on 430-450 astetta;
käsivarsikuitujen lujuus alkaa vähitellen laskea, kun ne kuumennetaan yli 150 asteeseen;
jäädytettynä Kevlar vain vahvistuu, se kestää kryogeenisiä lämpötiloja (jopa -200 astetta);
tämä materiaali on sähköeriste.

Lisäksi Kevlar-kangas on pehmeää, hygroskooppista ja ilmavaihduttavaa, ja sitä on mukava käyttää. Totta, tämä ei koske vaatteita, jotka on suunniteltu toimimaan avoimessa tulessa ja korkeissa lämpötiloissa. Lämmönkestävyyden lisäämiseksi Kevlar on päällystetty alumiinilla. Tällaisesta kuidusta valmistettu materiaali suojaa luotettavasti voimakkaalta lämpösäteilyltä, kosketukselta 500 asteeseen kuumennettujen pintojen kanssa sekä kuuman metallin roiskeilta.

On myös lisättävä, että tämä materiaali on melko kevyt - yksi metri kangasta painaa 30-60 g, ja vaikka se ei ole halpa (alkaen 30 dollaria neliömetriltä), sen erinomaiset suojaominaisuudet oikeuttavat täysin tällaiset kustannukset. Kevlar-langoilla vahvistetut suojamateriaalit ovat jonkin verran halvempia, minkä ansiosta ne kestävät repeytymistä ja hankausta. Tällaisia kankaita käytetään suojaavina lisäkkeinä työ- ja urheiluvaatteissa, käsineissä ja myös kulutusta kestävinä pohjallisina. Niistä valmistettujen tuotteiden hoito on erittäin yksinkertaista. Niiden ei pitäisi:

pese usein;
puhdista kemiallisilla reagensseilla;
altistaa auringonvalolle.

Missä Kevlaria käytetään?

Tästä lujasta kuidusta löytyy monenlaisia sovelluksia - lento- ja avaruusteollisuudesta urheilu- ja matkavaatteisiin. Kevlar tulee markkinoille lankojen, narun, kankaan muodossa sekä myös komposiitti- ja sekamateriaalien komponenttina. Sen tärkeimmät käyttötavat ovat:

näkymät

Tallenna VKontakte