Кевлар — сверхпрочное пара-арамидное волокно

При пошиве экипировки различного назначения используется сверхпрочная кевларовая ткань. Она появилась около полувека назад и была разработана женщиной Стефани Кволек. Сначала будущий специалист компании «Дюпон» захотела попробовать себя в роли медика, но, поняв, что ее призвание – все-таки химия, сменила род деятельности. Она усовершенствовала технологию производства полиарамидов – армирующих волокон. Так появился кевлар, который сегодня используют при изготовлении композитных материалов, кордовых лент, брони, шин.

Кевлар что это за материал

Что за ткань

Мы выяснили, кто изобрел кевлар, но на этом путь пара-арамидного волокна не заканчивается. Группа химиков компании «Дюпон» под руководством Стефани Кволек впервые получила новый материал в 1964 г. После изобретения арамидного волокна велись работы по усовершенствованию его производства. Изготовление композиционного материала в промышленных масштабах началось с начала 70-х гг.

Кевларовая нить получается методом экструзии – продавливания раствора через специальную форму. Такая ткань, как кевлар, стала символом невероятной прочности и термостойкости. Семейство арамидных волокон, помимо кевлара, состоит из тварона, терлона и СВМ. Все они производятся на основе парафенилендиамина и терефталоилхлорида.

Стефани Кволек изобрела полипарафенилен-терефталамид

Нередко сравнивают карбон и кевлар, но у этих материалов мало общего. Волокно кевлар является результатом поликонденсации полипарафенилен-терефталамида. Углеткань получают из углеродного волокна методом полимеризации. Также материалы отличаются по характеристикам и назначению.

Ткань кевлар представляет собой синтетический продукт специального назначения. Ее практически не используют в быту, что обусловлено не только уникальными характеристиками, но и высокой стоимостью. Кевлар производства «Дюпон» используется преимущественно для спецодежды и при изготовлении средств индивидуальной защиты.

Состав

Для получения кевлара требуется арафенилендиамин и терефталоилхлорид в растворе N-метилпирролидона либо хлористого кальция. Изготовление полимеров сегодня не вызывает технических сложностей, но по-прежнему имеет высокую себестоимость. Превзойти кевларовое волокно по ряду показателей удалась советским ученым, разработавшим СВМ. Однако получаемый продукт получился очень дорогим, и его выпуск пришлось приостановить.

Сложная формула определяет структуру и состав параарамидных волокон. Ароматический полиамид демонстрирует завидную стабильность, что объясняет конечные характеристики арамидных тканей, в том числе кевлара: низкую плотность при фантастической прочности, термоустойчивость.

Производство кевлара

Чего только ни делают из технологичного материала – производство кевлара необходимо для изготовления бронежилетов, защиты беспилотных летательных аппаратов, а итальянская верфь Cranchi планомерно переходит на выпуск яхт исключительно из кевлара.

Виды и их свойства

У ткани кевлар немало разновидностей. Каждая обладает уникальными характеристиками и используется в различных сферах жизни. По этой причине нельзя назвать универсальные свойства кевлар, ведь в каждом конкретном случае они будут разниться. Назовем основные виды ткани:

  • К29 – ходовой вариант, который нашел применение в производстве спецодежды, военной экипировки, спортивного снаряжения. Это одна из старейших марок, что используется в качестве основного материала при производстве силовых кабелей, тормозных колодок автомобиля и др.;
  • К49 – материал, применяемый в качестве армирующего при изготовлении композитов. Используется в судо-и авиастроении, в кабельной промышленности, при производстве пластмасс;
  • K100 – если обычно кевлар бывает черным, то у этой марки нити окрашенные. Это необходимо для изготовления защитных и обшивочных покрытий, при производстве спортивной одежды и экипировки;
  • К119 – марка гибкого арамидного материала с повышенной прочностью и растяжением. К119 используется для усиления резиновых изделий, в том числе автомобильных шин;
  • K129 – укрепленное волокно, нашедшее применение в производстве бронежилетов и бронешлемов;
  • КМ2 и КМ2+ – арамидное волокно с улучшенными характеристиками. Укладывается в несколько слоев, имеет влагостойкую защиту, используется в военной промышленности;
  • XP – разновидность КМ2+ с добавлением смол. Обладает улучшенными баллистическими показателями.
Читайте также:  Термофайбер — нетканый синтетический наполнитель из полиэфирного волокна

Преимущества

Оценить прочность кевлара сумели не только военные специалисты. Уникальный материал широко используется в автомобильной промышленности, спортивной среде и ортопедии. Изделия из арамидного волокна отличаются высоким модулем упругости. К другим достоинствам ткани причисляют:

  • термоустойчивость – ткань хорошо переносит высокие и низкие температуры. Не теряет прочности при криогенных температурах. При взаимодействии с огнем не горит, не дымится, однако длительный плюс свыше +200 способен уменьшать устойчивость материла к внешним воздействиям;
  • низкая электропроводность – позволяет использовать экипировку из кевлара при работах с электрическим током;
  • устойчивость к воздействию химических веществ – материал не теряет прочности при взаимодействии с химикатами и абразивными веществами, не подвергается коррозии, не окисляется;
  • отсутствие токсичности – несмотря на искусственное производство материала, он абсолютно безопасен для человека. Разложение арамидных волокон происходит при температуре свыше 430 ᵒC, если изделие не укреплено алюминием.

При всем при этом материал гигроскопичен, не препятствует естественному воздухообмену, устойчив к механическим воздействиям. Его невозможно порезать или растянуть, разорвать или проткнуть.

Голосование: Как вы относитесь к материалу кевлар?

Недостатки

Ткань из кевлара практически не имеет недостатков, если учитывать ее назначение. Но слабые места имеются и у арамидного волокна. Длительное нагревание и пребывание под солнечными лучами снижает прочность материала. Но речь идет об интенсивной эксплуатации сотни часов подряд. Намокшая ткань также теряет часть своих уникальных свойств, поэтому при эксплуатации кевлара в условиях повышенной влажности его укрепляют и пропитывают.

Материал не обладает эстетической привлекательностью, но это нельзя назвать минусом, если вспомнить, для какой цели был изобретен полимер. Он не используется при пошиве уличной одежды, а потому не нуждается в улучшенных декоративных свойствах.

Область применения

Усиленная нитка необходима для укрепления волоконно-оптических кабелей по всей длине. Ее применяют в качестве защитного покрытия и армирования основы. Материал используется в различных областях: судостроении, авиации, военной промышленности, производстве спортивного, туристического и медицинского инвентаря.

Каноэ из кевлара

Из полимера производят палатки, зонты, авто- и мотоэкипировку. В продаже можно встретить лодки, катера и яхты из кевлара, тросы, используемые в горной промышленности, ортопедические изделия. Популярность приобрели телефонные чехлы из полимера с уникальной прочностью и малым весом. Рыбаки охотно приобретают кевларовые поводки на щуку, а сварщики и пожарники используют страховочную привязь кевлар 650к при работах на высоте.

Читайте также:  Дублерин — подкладочная ткань для верхней одежды

Музыканты также знают, что такое кевлар. Так, кевларовая сетка используется в акустических или электронных барабанных установках, а теннисисты пользуются ракетками с кевларовыми струнами. В спортивной среде материал нашел широкое применение. Перчатки для сноуборда из полимера отличаются невероятной прочностью и удобны в эксплуатации. Из кевлара также изготавливают альпинистские веревки и тросы.

Телефонные чехлы из кевлара

В производстве военной одежды используется как кевларовая ткань, так и отдельные нити для армирования. Пистолетный страховочный шнур из кевлара защитит от потери или хищения оружия.

Одежда и обувь

Специализированная экипировка из полимера обойдется в круглую сумму, но она себя полностью оправдывает. Мотоджинсы с кевларом защитят от травм при выполнении трюков. Также профессиональным гонщикам и любителям экстремальной мотоезды рекомендованы перчатки кевлар, куртка и обувь из кевлара. Туристы, скалолазы и бегуны смогут примерить новинку рынка – носки из кевлара. Это неветряное прочное изделие, не склонное к истиранию.

Мотоджинсы с кевларом

Стрелкам производители военной экипировки подготовили тактические перчатки – изделия, защищающие руки во время стрельбы. Для любителей активного отдыха разработана специализированная обувь: ботинки мотор 10 кевлар, раббер кевлар и др.

Перчатки с кевларом

Ассортимент усиленной одежды поражает. Потребителям доступны перчатки с кевларом, а также специализированные краги. Для повышенной защиты в экстремальных условиях подойдут джинсы и рубашки из кевлара, кофты и куртки, головные уборы. В список востребованной одежды с кевларом в первую очередь входят жилеты с защитными характеристиками. Однако в продаже найдется и такая неординарная вещь, как толстовка из кевлара, которая подойдет для туризма или спорта.

Средства защиты

Кевларовое волокно также используется при производстве аварийных стоп-тросов, канатов, средств индивидуальной защиты. Полимерные пластины для бронежилетов применяются давно. Они доказали свою прочность и защитные свойства. Усиленные вставки способны выдержать не только напор огнестрельного оружия, но и взрывную волну.

Кевларовый бронежилет

Характеристики кевларовых жилетов уникальны и до сих пор не превзойдены. Требуется несколько слоев материала для достижения необходимой прочности. Но малый вес и низкая плотность арамидного волокна компенсируют многослойность. По этой причине кевларовый бронежилет считается одним из лучших в военном деле.

Уход

Кажется, что изделия из материала кевлар выдержат любое воздействие, но это не исключает правильный уход для поддержания уникальных эксплуатационных характеристик. Изделие отправляют на хранение обязательно сухими и чистыми. Влага негативно сказывается на свойствах ткани.

При работе с материалом потребуется специальный инструментарий – ножницы по кевлару обязаны быть твердосплавными, а вот прошить ткань удастся обычной иглой, т. к. довольно рыхлое плетение позволяет раздвинуть волокна и пропустить иглу с нитью. Разумеется, нить также должна быть арамидной.

Уважаемые читатели сайта Tkan.Club, если у вас остались вопросы по этой теме – мы с радостью на них ответим. Оставляйте свои отзывы, комментарии, делитесь историями если имели дело с этой тканью! Ваш жизненный опыт может пригодиться другим читателям.

Екатерина Фролова

Основатель «Ателье вязаных идей», обозреватель моды, автор с 6-летним стажем.

Оцените автора
( Пока оценок нет )
Клуб тканей
Добавить комментарий