Kevlar és felhasználása

A modern világ olyan kihívásokat hoz, amelyeket a természet soha nem látott előre. A folyamatos fejlődés természetesen megnövelte az erős és tartós szintetikus anyagok gyártása iránti igényt. Az egyik ilyen anyag a Kevlar – egy forradalmian új. szintetikus szál, amely kitágítja annak határait, ami 1968 óta lehetséges. Megtudhatja, mi van a kevlárban, hol használják, és miért van olyan fontos helye az emberek életben.

Mi az a kevlar és mik a tulajdonságai?

A kevlar egy rendkívül sokoldalú és erős szintetikus anyag, amely számos érdekes tulajdonsággal rendelkezik, és széles körben használható a gyakorlatban. A para-aramid szálak közé tartozik, és kis fajsúly mellett nagy szakítószilárdság jellemzi , amely csak a szénszálakhoz hasonlítható. Kiváló hőállóság és kiváló merevség jellemzi, ami önmagában is a gyakorlati alkalmazások széles skálájára predesztinálja.

A nagyon erős kötéseknek és a hidrogénkötésekkel térhálósított molekuláinak párhuzamos elrendezésének köszönhetően a Kevlar golyóálló , és erős védőgátat képez a kopás, szúrás és vágás ellen. A kevlár szálak tűzállóak és védenek a hőveszéllyel szemben. A kevlár korrózióálló , nem vezetőképes és ellenáll a legtöbb vegyszernek, kivéve a nagyon erős savakat és lúgokat. Ezenkívül ultrakönnyű és ötször erősebb, mint az acél. Azonban nem áll ellen az ultraibolya sugárzásnak és a nedvességnek.

Molekulaképlete : [-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-] .

A relatív sűrűség 1,44 g / cm3, a szálak szakítószilárdsága eléri a 20-21 cN / dtex értéket (szilárdsági modulus 3,6-4,1 GPa), 160 ° C-on a szilárdság 10%-kal csökken, 450 ° C-on szublimál.

Egy találmány, ami megváltoztatta a világot

Mondhatni kicsit véletlenül jött létre ez a forradalmi anyag. Ennek az egyedülálló szálnak a feltalálója Stephanie Kwolek amerikai tudós. Vegyészként dolgozott a DuPontnál - a polimerfeldolgozás egyik legnagyobb vállalatánál, amely közvetlenül a második világháború előtt nylon szabadalmával vált híressé.

1964-ben Stephanie elkezdett dolgozni a rúdalapú polimerek gyártásának javításán, hogy az autógumik viszonylag nehéz acélmerevítését megfelelőbb és könnyebb polimerrel cseréljék le. Hosszas kutatás után szokatlan megjelenésű megoldást hozott létre az első aramidszálak formájában, amelyeket 1968-ban szabadalmaztatott. Magát a szálat a DuPont 1971 -ben Kevlar márkanéven forgalmazta.

Felfedezése óta a kevlár fejlesztésen ment keresztül, 1988 óta pedig elérhető a második generációja. Az eredeti termékcsoport a K29 és K49 megjelöléseket viseli. A Kevlar jelenleg több változatban is elérhető:

• K29 - többcélú fonal
• K49 - rendkívül moduláris fonaltípus
• K100 - Színes kevlár
• K119 - Kevlár fonalak nagyobb nyúlással és rugalmassággal
• K129 - könnyű, nagy teljesítményű fonal
• Kevlar AP – egy következő generációs szál, amely fejlett teljesítményt, értéket és megnövelt tervezési rugalmasságot kínál számos alkalmazásban
• Kevlar KM2 - szövet, amely megfelel a katonai egységek sisakjaira és mellényeire vonatkozó teljesítmény követelményeknek

A kevlar ismételt igénybevétel után is megőrzi tulajdonságait. Ez részben a belső szerkezetének köszönhető (mivel molekulái természetesen szabályos és párhuzamos vonalakban helyezkednek el), részben pedig annak, ahogyan a szálak készülnek belőle.

Az előállítás módja

A kevlárszálat parafenilén-diamin és tereftalol-klorid (PPD-T) olvadékfonattal állítják elő, amely állandó sebességgel és nagy nyomással halad át egy fonófúvókán, ahol aztán hideg levegőáramban rostokká szilárdul meg. A fonószerelvény ezután az egyes szálakat folyamatosan fonott fonallá fonja. Orsókra tekeri, majd a gyakorlatban való további felhasználáshoz módosítja.

A kevlárt többféle változatban gyártják , rost, vágott, pelyhes vagy szövet formájában.

A kevlár leggyakoribb használata

A kevlár egyedülálló tulajdonságai lehetővé teszik számtalan területen történő alkalmazását , és azt is mondhatnánk, hogy szinte naponta érkezik új alkalmazása.

A rendkívüli szilárdság és a hőállóság például az autóiparban, a hajózásban vagy a repülőgépiparban való felhasználásra predesztinálja, különösen autókarosszériák, repülőgép-alkatrészek, fékbetétek, hajótestek vagy versenyabroncsok gyártásában.

A kevlart a bányászatban is használják, érceltávolító szállítószalagok gyártására, ami jelentősen javítja a teljesítményt és a költséghatékonyságot.

Ezt az anyagot a sportolók is ismerik, hiszen számos sporteszköz része (teniszütők, protektorok, hokiütők, sílécek, hálók, túradzsekik stb.).

A motorosokat semmiképpen sem lehet elhanyagolni a kevlárról szóló vita során, hiszen kevlár kíséri útjukra, ezúttal kevlárszövet formájában. Legnépszerűbb elemeik a kevlár farmernadrágok, kevlár overallok, kesztyűk és sisakok. A Kevlar nadrágok előnye különösen az ősszel és az azt követő csúszáskor nyilvánul meg, ahol az érintkező felületek 200 fok fölé melegednek. Ilyen helyzetben a tartós és erős Kevlar tiszta áldás lehet.

A kevlár szövetet széles körben használják védőfelszerelések és ruházati termékek gyártásában is. Tipikus példa erre a munka- és tűzoltó egyenruha, a rendőri egyenruha vagy a teljes katonai felszerelés. Tűzálló cipők, kevlár kesztyűk , védőmaszkok, mellények, sisakok, protektorok és teljes overallok manapság általában ebből az anyagból készülnek, és képesek ellenállni a még nehezebb körülményeknek is. Az is érdekes, hogy a kevlár kesztyűk akár 5-ször nagyobb vágásállósággal rendelkeznek, mint a bőrkesztyűk.

Kevlár golyóálló mellény

A kevlár messze legjelentősebb és leghasznosabb felhasználása a kevlármellények gyártásában történt. A kevlar azon kevés anyagok egyike, amelyek szó szerint életeket mentenek meg, és a hadsereg, a biztonsági személyzet vagy a rendőrség több tagja is meg tudja ezt erősíteni.

A modern golyóálló kevlármellények jelenlegi generációja a nagy sebességű rakéták elleni védelem mellett már viszonylag magas viselési kényelmet biztosít viselőinek.

A golyóálló mellény elve leegyszerűsítve így működik:

A mellény több kevlárrétegből van varrva, amelyek szorosan kapcsolódnak egymáshoz. A kevlárszálak elnyelik a lövedékek mozgási energiáját, ami csökkenti a lövedék testbe való behatolási képességét. Elegendő áthatoló erő nélkül a golyók ezt követően ártalmatlanná válnak.

Abban a pillanatban, amikor egy golyó vagy bármilyen más nagy sebességű lövedék eltalálja a kevlárt, a szálak szó szerint a helyén tartják a lövedéket , eloszlatva a kinetikus energiáját, amit aztán elnyelnek. A golyó így szilárd szálak hálójában találja magát, amelynek feladata a becsapódás energiájának elnyelése és eloszlatása. A mellényben lévő minden egyes következő anyagréteg további energiát nyel el, amíg a golyó teljesen meg nem áll. Ezt a folyamatot elősegíti a viszonylag nagy ruházati terület is, amely bizonyítottan kiküszöböli az úgynevezett tompa traumákat (a belső szervek sérülése ütközés, nem áthatolt golyó által).

Mire is lehet ebből következtetni? Ennek a csodálatos találmánynak a felhasználási módjai végtelennek tűnnek, és alig várjuk, hogy lássuk, mit hoz még ez a felfedezés.