Unatoč činjenici da su kevlar vlakna izumljena prije mnogo godina, ljudi i dalje ostaju zadivljeni njegovim jedinstvenim svojstvima. Materijal je revolucionirao područje tkanina koje su dizajnirane za zaštitu zbog svojih parametara i karakteristika.
Kevlar: Što je to uopće?
Tkanina izrađena od sintetičkih vlakana s kristalnom strukturom naziva se Kevlar. Nevjerojatnu čvrstoću tkanini pruža benzenski prsten koji se nalazi u presjeku kristala. Prema svojim karakteristikama, materijal je jači i izdržljiviji od metala, a istovremeno je vrlo tanak i lagan.
Svatko upoznaje Kevlar drugačije, svatko uči što je to iz određenih životnih situacija. Moderna mladež upoznata je s materijalom zahvaljujući igri Rast, u kojoj se likovima nudi kupnja oklopa i streljiva izrađenog od njega. Starija generacija povezuje vlakno sa zaštitnom odjećom i sportskom opremom.
Ukratko o podrijetlu
Davne 1975. godine, materijal nazvan Kevlar prvi je put predstavljen na tržištu i odmah je počeo uživati u ogromnoj potražnji, koja se svakim danom samo povećava. Ovaj jedinstveni polimer dobiven je u laboratorijima svjetski poznatog koncerna DuPont. Službeno, njegovom tvorkinjom smatra se kemičarka Stephanie Kwolek.
U to vrijeme korišten je za gume kao ojačavajući materijal. Kasnije je pronašao primjenu u raznim kompozitnim materijalima, sportskoj opremi i kabelskim proizvodima. Kevlar tkanina počela se koristiti za proizvodnju osobne zaštitne opreme.
Proizvodnja kevlar tkanine
Nakon što su prvi put saznali za ovaj materijal, mnogi ljudi postavljaju pitanje od čega napraviti kevlar. Za njegovu dobivanje uzima se otopina kalcijevog klorida i metilpirolidona. Dodaju se posebni reagensi, oslobađajući neobičnu tvar s svojstvima tekućih kristala. Proces se provodi na niskim temperaturama.
Izvana, dobiveni polimer je mrvica ili gel koji se pere i suši. Zatim se propušta kroz predilice, uslijed čega se formiraju vlakna, a zatim se dobivaju niti. Nije teško pogoditi što su kevlar niti. Dobivena vlakna se uvijaju u niti, koje već tvore gotov proizvod. Nakon toga se drugi put šalju u kupelj za taloženje, peru i suše.
Molimo vas da obratite pozornost! Budući da proizvodnja kevlara uključuje značajne poteškoće, uključujući upotrebu sumporne kiseline, proces je vrlo skup.
Tehničke karakteristike i svojstva
Tehničke karakteristike i svojstva Kevlara su zaista jedinstvena. Glavna značajka smatra se visokom mehaničkom čvrstoćom. Istovremeno, masa i gustoća su relativno niske.
Kevlar je materijal s jedinstvenom otpornošću na istezanje i sposobnošću samogašenja. Istovremeno, ne gori niti se topi. Tek na temperaturama iznad 430 stupnjeva počinje se raspadati. Kao rezultat izlaganja visokim temperaturama, ne odmah, već nakon određenog vremena, počinje gubiti čvrstoću.
Otporan je na organska otapala i koroziju, te ima visoki modul elastičnosti. Pod utjecajem niskih temperatura ne samo da se ne propada, već naprotiv, postaje jači. Otporan je na rezanje i ima nisku specifičnu električnu vodljivost.
Područja primjene kevlara
Unatoč širokoj upotrebi i potražnji, malo tko zna što je Kevlar. Iako ovo vlakno visoke čvrstoće već desetljećima pronalazi široku paletu primjena.
Kevlar se uglavnom koristi u područjima gdje su važne sljedeće karakteristike:
- otpornost na habanje;
- toplinska stabilnost;
- niska strukturna tvrdoća;
- značajna lakoća;
- dobra čvrstoća uz malu težinu.
Stoga je logično da se kevlar tkanina koristi za izradu osobne zaštitne opreme, razne odjeće za vojno osoblje i specijalne snage.
Zrakoplovna industrija
Svojstva kevlara, kakav je to materijal, dobro su poznata u zrakoplovnoj industriji. Koristi se u proizvodnji brojnih bespilotnih letjelica za zaštitu.
Osobna zaštitna oprema
Mehanička svojstva čine kevlar vlakna pogodnim za proizvodnju osobne oklopne zaštite. Od njih se izrađuju borbene kacige, panciri i balističke maske za zaštitu lica.
Zahvaljujući kevlar oklopu, oružane snage raznih zemalja stvaraju posebne neprobojne maske i balaklave za posade oklopnih vozila. Osim toga, upravo se kevlarom izrađuje oklop nosača zrakoplova klase Nimitz.
Kevlarovi panciri s pravom se smatraju najkvalitetnijima. Takav oklop može pružiti zaštitu od udaraca hladnim oružjem, oslabiti udar metaka te zaštititi od prodiranja i širenja fragmenata. Zaštita je osigurana zbog jedinstvene lakoće, čvrstoće i relativne izdržljivosti korištenog materijala.
Istovremeno, prilikom davanja prednosti kevlar proizvodima, poput pancira, treba uzeti u obzir da polimer ima određene aspekte. Budući da je oklop mekan, neće moći zaštititi od pucnja iz neposredne blizine ili prodornog udarca nožem ili šilom. U takve svrhe razvijaju se posebni modeli sa posebnim krutim pločama. Drugi nedostatak je fotosenzibilnost. Stalnim i dugotrajnim izlaganjem sunčevoj svjetlosti, materijal počinje postupno propadati.
Budući da se kevlar nit smatra skupim materijalom, još nije došlo do opće "kevlarizacije". Samo ekonomski razvijene zemlje mogu si priuštiti opremanje svojih vojski i jedinica taktilnim proizvodima izrađenim od ovog materijala.
Zaštita za ruke
Taktičke rukavice s kevlar pločastim umetcima koriste se za zaštitu ruku od oštećenja pri sudaru s neprijateljskim zubima, kao i za značajno povećanje udara. Takve se rukavice nazivaju i svojevrsnim modernim analogom boksera. Takav je pribor vrlo tražen među zaposlenicima specijaliziranih jedinica, kao i među ljubiteljima ekstremnih sportova, aktivnosti na otvorenom i uličnim borcima. Takva popularnost objašnjava se izdržljivošću, otpornošću na vlagu i oštećenja, kao i toplinom. Ruke u takvim rukavicama bit će potpuno zaštićene.
Sportska oprema
Snowboardi, čamci, vesla, skije i sportske kacige izrađene od kevlara lagane su i vrlo izdržljive. Sportsku opremu izrađenu od ovog materijala preferiraju i amateri i profesionalni sportaši.
Upravo ovaj materijal pomaže u smanjenju prijenosa vibracija, osigurava podnošenje deformacijskih opterećenja bez oštećenja. Zbog plastičnosti materijala, proizvodi su zaštićeni od raznih ozbiljnih oštećenja, gnječenja. Osim toga, potpuno je siguran i pouzdan čak i pod utjecajem visokih udarnih opterećenja.
Između ostalog, Kevlar se koristi za obloge nekih biciklističkih guma. To je ono što smanjuje rizik od probijanja. Slojevi Kevlara dodaju se reketima za stolni tenis. To povećava odskok i smanjuje težinu. Materijal se koristi za izradu sigurne odjeće za motocikliste. Posebno se koristi za zamjenu plastičnih elemenata za zaštitu ramena i laktova.
Druga područja primjene
Visoki pokazatelji kemijske i mehaničke stabilnosti, kao i čvrstoća Kevlara osiguravaju njegovu široku primjenu u raznim područjima. Ovaj materijal smatra se jednim od najtehnološkijih u modernom svijetu.
Najčešće se koristi u sljedeće svrhe:
- Kao ojačavajuće vlakno - koristi se kako bi materijal bio lagan i čvrst. Koristi se za jačanje kabela i njihovu zaštitu od loma i istezanja.
- U procesu proizvodnje ortopedskih proteza.
- Za proizvodnju užadi - proizvodi se odlikuju otpornošću na koroziju, pouzdanošću, malom težinom i neprovodljivošću. Zbog tih karakteristika, užad se široko koristi u brodogradnji i rudarstvu, zamjenjujući čelične kablove.
- Za dobivanje hibridnog materijala nazvanog ugljik-kevlar, koristi se za izgradnju trupova brodova koji su sposobni razviti značajne brzine.
- Za proizvodnju najnovijeg super-jakog građevinskog materijala zvanog kevlar beton - koristi se za izradu ploča za popločavanje, fasadnog kamena za zidove, spomenike, rubnike, stepenice i još mnogo toga. Istovremeno, takvi građevinski materijali su prilično skupi zbog korištenog kevlara.
- Za proizvodnju ribarske linije - ako se osoba profesionalno bavi ribolovom, onda daje prednost samo visokokvalitetnoj opremi. Također, kevlar rukavica bit će neophodna za ribolov, posebno pri hvatanju soma ili štuke.
- Za proizvodnju zaštite kućišta radilice - pruža visoku razinu otpornosti na mehanička oštećenja. Stabilan je na toplinu i ima visok stupanj otpornosti na kemikalije. Istovremeno, kevlar kompozit je relativno jeftiniji.
Kevlar vlakna se danas koriste u raznim područjima. Gotovo je nemoguće zamisliti pasivnu zaštitu bez ovog materijala, a panciri i kacige već su spasili mnoge živote.
