Kljub temu, da so bila kevlarska vlakna izumljena pred mnogimi leti, ljudi še vedno navdušujejo njihove edinstvene lastnosti. Material je zaradi svojih parametrov in lastnosti revolucioniral področje tkanin, namenjenih zaščiti.
Kevlar: Kaj sploh je to?
Tkanina iz sintetičnih vlaken s kristalno strukturo se imenuje kevlar. Neverjetno trdnost tkanine zagotavlja benzenski obroč, ki leži v prerezu kristala. Glede na svoje značilnosti je material močnejši in bolj trpežen od kovine, hkrati pa je zelo tanek in lahek.
Vsakdo spozna kevlar drugače, vsak se iz določenih življenjskih situacij nauči, kaj je to. Sodobna mladina je z materialom seznanjena po zaslugi igre Rast, v kateri likom ponujajo nakup oklepa in streliva iz njega. Starejša generacija vlakno povezuje z zaščitnimi oblačili in športno opremo.
Na kratko o izvoru
Davnega leta 1975 je bil na trgu prvič predstavljen material, imenovan Kevlar, ki je takoj začel uživati ogromno povpraševanje, ki se vsak dan povečuje. Ta edinstveni polimer so pridobili v laboratorijih svetovno znanega podjetja DuPont. Uradno za njegovo ustvarjalko velja kemičarka Stephanie Kwolek.
Takrat so ga uporabljali za pnevmatike kot ojačitveni material. Kasneje je našel uporabo v različnih kompozitnih materialih, športni opremi in kabelskih izdelkih. Kevlarjeva tkanina se je začela uporabljati za proizvodnjo osebne zaščitne opreme.
Proizvodnja kevlarjevih tkanin
Ko so se prvič seznanili s tem materialom, se mnogi ljudje sprašujejo, iz česa narediti kevlar. Za njegovo pridobitev se vzame raztopina kalcijevega klorida in metilpirolidona. Dodajo se ji posebni reagenti, ki sproščajo nenavadno snov z lastnostmi tekočih kristalov. Postopek se izvaja pri nizkih temperaturah.
Na zunanji strani je nastali polimer drobtina ali gel, ki se opere in posuši. Nato se spusti skozi predilne šobe, pri čemer se oblikujejo vlakna, nato pa se dobijo niti. Ni težko uganiti, kaj so kevlarske niti. Pridobljena vlakna se zvijejo v niti, ki že tvorijo končni izdelek. Po tem se drugič pošljejo v obarjalno kopel, kjer se operejo in posušijo.
Prosimo, upoštevajte! Ker je proizvodnja kevlarja povezana z znatnimi težavami, vključno z uporabo žveplove kisline, je postopek zelo drag.
Tehnične značilnosti in lastnosti
Tehnične značilnosti in lastnosti kevlarja so resnično edinstvene. Glavna značilnost je visoka mehanska trdnost. Hkrati sta masa in gostota relativno nizki.
Kevlar je material z edinstveno odpornostjo proti raztezanju in samougasljivostjo. Hkrati ne gori in se ne topi. Šele pri temperaturah nad 430 stopinj se začne razpadati. Zaradi izpostavljenosti visokim temperaturam ne takoj, ampak po določenem času začne izgubljati svojo trdnost.
Odporen je na organska topila in korozijo ter ima visok elastični modul. Pod vplivom nizkih temperatur se ne le ne poslabša, ampak nasprotno, postane močnejši. Odporen je na ureze in ima nizko specifično električno prevodnost.
Področja uporabe kevlarja
Kljub široki uporabi in povpraševanju le malo ljudi ve, kaj je kevlar. Čeprav to visoko trdnostno vlakno že desetletja najde široko paleto uporab.
Kevlar se uporablja predvsem na področjih, kjer so pomembne naslednje lastnosti:
- odpornost proti obrabi;
- toplotna stabilnost;
- nizka strukturna trdota;
- pomembna lahkotnost;
- dobra trdnost pri nizki teži.
Zato je logično, da se kevlarjeva tkanina uporablja za izdelavo osebne zaščitne opreme, različnih oblačil za vojaško osebje in specialne enote.
Letalska industrija
Lastnosti kevlarja, kakšen material je, so v letalski industriji dobro znane. Uporablja se pri izdelavi številnih brezpilotnih letalnikov za zagotavljanje zaščite.
Osebna zaščitna oprema
Zaradi mehanskih lastnosti so kevlarska vlakna primerna za izdelavo osebne oklepne zaščite. Iz njih izdelujejo bojne čelade, neprebojne jopiče in balistične maske za zaščito obraza.
Zahvaljujoč kevlarjevemu oklepu oborožene sile različnih držav ustvarjajo posebne neprebojne maske in balaklave za posadke oklepnih vozil. Poleg tega je s pomočjo kevlarja izdelan oklep letalonosilk razreda Nimitz.
Neprebojni jopiči iz kevlarskih vlaken upravičeno veljajo za najkakovostnejše. Takšen oklep lahko nudi zaščito pred bliskajočimi udarci hladnega orožja, oslabi udar krogel ter zaščiti pred prodiranjem in širjenjem drobcev. Zaščita je zagotovljena zaradi edinstvene lahkotnosti, trdnosti in relativne vzdržljivosti uporabljenega materiala.
Hkrati je treba pri dajanju prednosti izdelkom iz kevlarja, kot so neprebojni jopiči, upoštevati, da ima polimer določene lastnosti. Ker je oklep mehak, ne bo mogel zaščititi pred strelom od blizu ali prodornim udarcem z nožem ali šilom. Za takšne namene se razvijajo posebni modeli s posebnimi togimi ploščami. Druga pomanjkljivost je fotosenzibilnost. Pri stalni in dolgotrajni izpostavljenosti sončni svetlobi se material začne postopoma slabšati.
Ker kevlarjeva nit velja za drag material, do splošne "kevlarizacije" še ni prišlo. Le gospodarsko razvite države si lahko privoščijo opremljanje svojih vojsk in enot s taktilnimi izdelki iz tega materiala.
Zaščita rok
Taktične rokavice z vložki iz kevlarjeve plošče se uporabljajo za zaščito rok pred poškodbami pri trčenju z zobmi sovražnika, pa tudi za znatno povečanje udarca. Takšne rokavice imenujemo tudi nekakšen sodoben analog boksarja. Takšni dodatki so zelo iskani med zaposlenimi v specializiranih enotah, pa tudi med ljubitelji ekstremnih športov, aktivnosti na prostem in uličnimi borci. Takšno priljubljenost pojasnjujejo vzdržljivost, odpornost na vlago in poškodbe ter toplota. Roke v takšnih rokavicah bodo popolnoma zaščitene.
Športna oprema
Snežne deske, čolni, vesla, smuči in športne čelade iz kevlarja so lahke in zelo trpežne. Športno opremo iz tega materiala imajo raje tako amaterji kot profesionalni športniki.
Prav ta material pomaga zmanjšati prenos vibracij in zagotavlja, da prenese deformacijske obremenitve brez poškodb. Zaradi plastičnosti materiala so izdelki zaščiteni pred različnimi resnimi poškodbami, zmečkaninami. Poleg tega je popolnoma varen in zanesljiv tudi pod vplivom visokih udarnih obremenitev.
Med drugim se kevlar uporablja za oblogo nekaterih kolesarskih pnevmatik. Prav to zmanjšuje tveganje predrtja. Plasti kevlarja se dodajajo loparjem za namizni tenis. To poveča odboj in zmanjša težo. Material se uporablja za izdelavo varnih oblačil za motoriste. Uporablja se predvsem za nadomeščanje plastičnih elementov za zaščito ramen in komolcev.
Druga področja uporabe
Visoki kazalniki kemijske in mehanske stabilnosti ter trdnost kevlarja zagotavljajo njegovo široko uporabo na različnih področjih. Ta material velja za enega najbolj visokotehnoloških v sodobnem svetu.
Najpogosteje se uporablja za naslednje namene:
- Kot ojačitveno vlakno - uporablja se za lažji in močnejši material. Uporablja se za krepitev kablov in njihovo zaščito pred lomljenjem in raztezanjem.
- V procesu izdelave ortopedskih protez.
- Za proizvodnjo vrvi - izdelki se odlikujejo po odpornosti proti koroziji, zanesljivosti, majhni teži in neprevodnosti. Zaradi teh lastnosti se vrvi pogosto uporabljajo v ladjedelništvu in rudarstvu, kjer nadomeščajo jeklene kable.
- Za pridobitev hibridnega materiala, imenovanega ogljik-kevlar, se uporablja za gradnjo trupov čolnov, ki so sposobni razviti znatne hitrosti.
- Za proizvodnjo najnovejšega super močnega gradbenega materiala, imenovanega kevlarski beton - uporablja se za izdelavo tlakovcev, fasadnega kamna za stene, spomenike, robnike, stopnice in še veliko več. Hkrati so takšni gradbeni materiali zaradi uporabljenega kevlarja precej dragi.
- Za izdelavo ribiške vrvice - če se oseba profesionalno ukvarja z ribolovom, potem daje prednost le visokokakovostni opremi. Tudi kevlarjeva rokavica bo nepogrešljiva pri ribolovu, zlasti pri lovu soma ali ščuke.
- Za izdelavo zaščite ohišja motorja - zagotavlja visoko stopnjo odpornosti na mehanske poškodbe. Je toplotno stabilen in ima visoko stopnjo odpornosti na kemikalije. Hkrati je kevlarjev kompozit primerjalno cenejši.
Kevlarjeva vlakna se danes uporabljajo na različnih področjih. Brez tega materiala si je skoraj nemogoče predstavljati pasivno zaščito, neprebojni jopiči in čelade pa so že rešili veliko življenj.
