Selvom Kevlar-fiber blev opfundet for mange år siden, bliver folk stadig forbløffet over dens unikke egenskaber. Materialet har revolutioneret feltet for tekstiler, der er designet til beskyttelse, på grund af dets parametre og egenskaber.
Kevlar: Hvad er det egentlig?
Et stof lavet af syntetiske fibre med en krystallinsk struktur kaldes kevlar. Stoffets utrolige styrke kommer fra benzenringen, som ligger i krystallens tværsnit. Materialet er stærkere og mere holdbart end metal, samtidig med at det er meget tyndt og let.
Alle lærer Kevlar at kende forskelligt, alle lærer, hvad det er, fra bestemte livssituationer. Moderne unge er bekendt med materialet takket være spillet Rast, hvor figurer tilbydes at købe rustning og ammunition lavet af det. Den ældre generation forbinder fiberen med beskyttelsesbeklædning og sportsudstyr.
Kort om oprindelsen
I det fjerne 1975 blev et materiale kaldet Kevlar først introduceret på markedet, og efterspørgslen steg straks, og den var kun stigende dag for dag. Denne unikke polymer blev fremstillet i laboratorierne hos den verdensberømte DuPont-virksomhed. Officielt anses dens skaber for at være kemikeren Stephanie Kwolek.
På det tidspunkt blev det brugt som forstærkningsmateriale til dæk. Senere fandt det anvendelse i forskellige kompositmaterialer, sportsudstyr og kabelprodukter. Kevlar-stof begyndte at blive brugt til produktion af personlige værnemidler.
Produktion af kevlarstof
Efter først at have lært om dette materiale, stiller mange mennesker spørgsmålet om, hvad man skal lave kevlar af. For at opnå det tages en opløsning af calciumchlorid og methylpyrrolidon. Specielle reagenser tilsættes det, hvilket frigiver et usædvanligt stof med flydende krystallers egenskaber. Processen udføres ved lave temperaturer.
På ydersiden er den resulterende polymer en krumme eller gel, der vaskes og tørres. Derefter føres den gennem spindedyser, hvorved der dannes fibre, og derefter opnås tråde. Det er ikke svært at gætte, hvad Kevlar-tråde er. De opnåede fibre snos til tråde, som allerede danner det færdige produkt. Derefter sendes de en anden gang til udfældningsbadet, vaskes og tørres.
Bemærk venligst! Da produktionen af Kevlar involverer betydelige vanskeligheder, herunder brugen af svovlsyre, er processen meget dyr.
Tekniske egenskaber og karakteristika
Kevlars tekniske egenskaber er helt unikke. Hovedtrækket anses for at være høj mekanisk styrke. Samtidig er massen og densiteten relativt lav.
Kevlar er et materiale med en unik strækbarhed og selvslukkende evne. Samtidig brænder eller smelter det ikke. Først ved temperaturer over 430 grader begynder det at nedbrydes. Som følge af udsættelse for høje temperaturer, ikke øjeblikkeligt, men efter et vist tidsrum, begynder det at miste sin styrke.
Den er modstandsdygtig over for organiske opløsningsmidler og korrosion og har et højt elasticitetsmodul. Under påvirkning af lave temperaturer forringes den ikke blot ikke, men bliver tværtimod stærkere. Den er modstandsdygtig over for snit og har lav specifik elektrisk ledningsevne.
Anvendelsesområder for Kevlar
Trods dens udbredte anvendelse og efterspørgsel er der ikke mange, der ved, hvad Kevlar er. Selvom denne højstyrkefiber har fundet en bred vifte af anvendelser i mange årtier.
Kevlar anvendes hovedsageligt i områder, hvor følgende egenskaber er vigtige:
- slidstyrke;
- termisk stabilitet;
- lav strukturel hårdhed;
- betydelig lethed;
- god styrke ved lav vægt.
Derfor er det logisk, at Kevlar-stof bruges til at fremstille personlige værnemidler, forskellige beklædningsgenstande til militærpersonale og specialstyrker.
Luftfartsindustrien
Kevlars egenskaber, og hvilken slags materiale det er, er velkendte i luftfartsindustrien. Det bruges i produktionen af en række ubemandede luftfartøjer for at yde beskyttelse.
Personligt beskyttelsesudstyr
Mekaniske egenskaber gør kevlarfibre velegnede til produktion af personlig rustning. Kamphjelme, skudsikre veste og ballistiske masker til ansigtsbeskyttelse fremstilles af det.
Takket være Kevlar-rustning skaber de væbnede styrker i forskellige lande specielle skudsikre masker og balaklaver til besætninger på pansrede køretøjer. Derudover er det ved hjælp af Kevlar, at rustningen på Nimitz-klasse hangarskibe udføres.
Kevlar-fiber skudsikre veste betragtes med rette som den højeste kvalitet. Sådanne rustninger kan beskytte mod kolde våben, svække kuglernes anslag og beskytte mod indtrængning og spredning af fragmenter. Beskyttelsen ydes på grund af den unikke lethed, styrke og relative holdbarhed af det anvendte materiale.
Samtidig, når man foretrækker Kevlar-produkter, såsom skudsikre veste, skal man tage højde for, at polymeren har visse aspekter. Da rustningen er blød, vil den ikke være i stand til at beskytte mod et skud fra klosset eller et gennemtrængende slag med en kniv eller en syl. Til sådanne formål udvikles specielle modeller med specielle stive paneler. En anden ulempe er lysfølsomhed. Ved konstant og langvarig udsættelse for sollys begynder materialet gradvist at forringes.
Da kevlartråd betragtes som et dyrt materiale, er der endnu ikke sket en generel "kevlarisering". Kun økonomisk udviklede lande har råd til at udstyre deres hære og enheder med taktile produkter fremstillet af dette materiale.
Håndbeskyttelse
Taktiske handsker med Kevlar-pladeindsatser bruges til at beskytte hænder mod skader ved kollision med fjendens tænder, samt til at øge effekten betydeligt. Sådanne handsker kaldes også en slags moderne analog til knojern. Sådant tilbehør er i høj efterspørgsel blandt ansatte i specialiserede enheder, såvel som ekstremsportsentusiaster, friluftsentusiaster og gadekæmpere. En sådan popularitet skyldes holdbarhed, modstandsdygtighed over for fugt og skader samt varme. Hænder i sådanne handsker vil være fuldt beskyttet.
Sportsudstyr
Snowboards, både, padler, ski og sportshjelme lavet af Kevlar er lette og meget holdbare. Sportsudstyr lavet af dette materiale foretrækkes af både amatører og professionelle atleter.
Det er dette materiale, der hjælper med at minimere vibrationsoverførslen og sikrer, at det kan modstå deformationsbelastninger uden at blive beskadiget. Som følge af materialets plasticitet er produkterne beskyttet mod forskellige alvorlige skader, såsom knusning. Derudover er det fuldstændig sikkert og pålideligt, selv under påvirkning af høje stødbelastninger.
Kevlar bruges blandt andet til beklædning af nogle cykeldæk. Det er det, der minimerer risikoen for punkteringer. Lag af Kevlar tilsættes bordtennisketchere. Dette øger rebounden og reducerer vægten. Materialet bruges til at lave sikkert tøj til motorcyklister. Det bruges især til at erstatte plastikelementer for at beskytte skuldre og albuer.
Andre anvendelsesområder
Høje kemiske og mekaniske stabilitetsindikatorer, såvel som Kevlars styrke, sikrer dets brede anvendelse inden for forskellige områder. Dette materiale betragtes som et af de mest højteknologiske i den moderne verden.
Oftest bruges det til følgende formål:
- Som forstærkende fiber - bruges til at gøre materialet let og stærkt. Det bruges til at styrke kabler og beskytte dem mod brud og strækning.
- I processen med at producere ortopædiske proteser.
- Til produktion af reb - produkterne er kendetegnet ved deres korrosionsbestandighed, pålidelighed, lave vægt og manglende ledningsevne. På grund af disse egenskaber anvendes reb i vid udstrækning inden for skibsbygning og minedrift og erstatter stålkabler.
- For at opnå et hybridmateriale kaldet kulstof-kevlar bruges det til at bygge bådskrog, der er i stand til at udvikle betydelige hastigheder.
- Til produktion af det nyeste superstærke byggemateriale kaldet Kevlarbeton - der bruges til at lave belægningsplader, facadesten til vægge, monumenter, kantsten, trin og meget mere. Samtidig er sådanne byggematerialer ret dyre på grund af den anvendte Kevlar.
- Til produktion af fiskesnøre - hvis en person er professionelt engageret i fiskeri, foretrækker han kun udstyr af høj kvalitet. En Kevlar-handske vil også være uundværlig til fiskeri, især når man fanger malle eller gedde.
- Til fremstilling af krumtaphusbeskyttelse - giver en høj grad af modstandsdygtighed over for mekaniske skader. Den er varmestabil og har en høj grad af kemikalieresistens. Samtidig er Kevlar-kompositten forholdsvis billigere.
Kevlarfiber bruges i dag inden for en række forskellige områder. Det er næsten umuligt at forestille sig passiv beskyttelse uden dette materiale, og skudsikre veste og hjelme har allerede reddet mange liv.
