Кто изобрел кевларовую нить, как из нее создают «бронированную» ткань и что шьют из такого материала, как кевлар?

Кевлар и волокна на его основе были изобретены около полувека назад и сразу произвели революцию в производстве защитной спецодежды и средств защиты. Область применения этого сверхпрочного полимера сейчас чрезвычайно широка – он используется во многих отраслях промышленности: автомобильной, военной, аэрокосмической, строительной, а также применяется для изготовления альпинистского и спортивного снаряжения. Кто изобрел этот материал? Какими свойствами он обладает? Что шьют из кевларовой ткани?

Что представляет собой кевлар?

Кевлар – это высокопрочный полимерный материал, патент на который принадлежит компании «Дюпон» (США). Он представляет собой пара-арамидное синтетическое волокно желтоватого цвета, состоящее из бензольных колец, соединенных в длинные молекулярные цепи. Полимер выпускают в виде нитей, пряжи, жгутов и тканей.

Для изготовления ткани используют нити, содержащие от 130 до 1000 волокон. Их переплетение бывает любым, но чаще используется полотняное, когда основная и уточная нити чередуются в шахматном порядке через одну. Такой материал тонкий и легкий, из него легко шить. Нитки особой прочности состоят из 500–10000 волокон и используются в технических целях.

Кто изобрел уникальный материал?

Изобретение кевлара связано с именем американского химика Стефани Кволек, родившейся в семье польских эмигрантов в Пенсильвании. В 1946 г. она устроилась на работу в одну из крупнейших в мире химических компаний «DuPont», известную изобретением многих уникальных материалов, в т. ч. нейлона. В 1964 г. группа ученых под руководством Кволек работала над получением прочных и легких армирующих волокон, которыми можно было бы заменить тяжелый стальной корд для армирования автомобильных шин.

Химики работали с полиамидами и полиэфирами. Однажды им удалось растворить полимер, получив казавшийся непригодным мутный раствор с низкой вязкостью. Кволек все же попыталась сформировать волокна путем продавливания раствора через формующие отверстия. Своими действиями химик неосознанно повторила действия пауков, выдавливающих паутину из растворов жидкокристаллических полимеров. Лабораторные приборы при тестировании полученных нитей показали настолько феноменальные результаты, что сотрудники сначала решили, что техника неисправна.

После повторных испытаний оказалось, что созданные волокна действительно обладали невероятными свойствами. Прочность на разрыв была выше, чем у стали, в несколько раз. Промышленное производство сверхпрочного материала было налажено в 1970-х гг., однако работы по его усовершенствованию велись еще долгие годы.

Свойства кевларовой ткани

Основные свойства ткани:

  • Прочность. Материал в 5 раз прочнее стали.
  • Легкость. Вес 1 метра ткани варьируется от 30 до 60 г.
  • Термостойкость. Материал разрушается при температуре свыше 430°С, однако прочность кевлара несколько уменьшается после 150°С. Большим плюсом является то, что он не горюч. Низкие температуры (до –190°С) также не приводят к ухудшению его свойств и даже придают дополнительную прочность. Не страшны кевлару и резкие температурные перепады.
  • Стойкость к механическому воздействию, в т. ч. проколам и порезам. Броня из 7 слоев материала обеспечивает надежную защиту от пуль и осколков.
  • Способность к воздухообмену. Ткань хорошо пропускает воздух, поэтому одежда из нее комфортна в использовании.
  • Низкая удельная электропроводность.
  • Безопасность и нетоксичность.
  • Устойчивость к коррозии и воздействию органических растворителей.
Материал имеет слабые стороны. Он боится ультрафиолета, прямых солнечных лучей и влаги, которые делают кевларовые нити менее прочными и нарушают структуру полотна.

Многочисленные стирки, особенно с использованием отбеливателей и агрессивных химических средств, также отрицательно сказываются на характеристиках материала. Его прочность теряется при скручивании.

Свести к минимуму разрушение ткани под воздействием неблагоприятных факторов помогает дополнительная обработка, создающая водостойкое светонепроницаемое защитное покрытие. Еще одно слабое место материала – потеря прочности при истирании. Для снижения себестоимости и компенсации недостатков в ткань из кевлара добавляют стекло- или углеродное волокно.

Что шьют из кевлара и где он вообще применяется?

Сверхпрочный и легкий материал нашел применение во многих областях промышленности. Он до сих пор используется для армирования шин, обеспечивает прочность, предотвращает разрыв и растяжение медных и волоконно-оптических кабелей. Его применяют в качестве армирующей добавки в композитных материалах. Кевлар используется при изготовлении защитной одежды, пожарной формы, костюмов для сварки, перчаток, антипрокольных стелек, вкладышей в одежду в местах повышенного износа. Включение в состав тканей кевларовых волокон придает им стойкость к проколам и порезам.

Кевларовая ткань применяется при производстве спортивного инвентаря: ракеток, велосипедов, хоккейной формы, досок для сноуборда, весел, роликовых коньков, клюшек, лыж, лыжных палок и ботинок. Из него делают мотоциклетную одежду, перчатки, шлемы, наколенники и налокотники. Его применяют при изготовлении защитной амуниции для армии и внутренних войск. Особым спросом пользуется кевларовая броня. Обладая противопульной и противоосколочной стойкостью, кевлар входит в состав бронежилетов, бронешлемов, касок и взрывоукрывных тентов. Из него изготавливают бронированные элементы кузова автомобилей.

Кевлар находит применение в авиастроении и автомобилестроении. Из него делают несущие винты и детали кузова для вертолетов, самолетов и спортивных автомобилей, тросы в лебедках. Кевларовое покрытие обеспечивает защиту беспилотным летательным аппаратам. Из кевлара делают ракетные твердотопливные двигатели. Он используется в медицине при изготовлении медтехники, ортопедических протезов, искусственной хрящевой ткани.

Материал все активнее применяют в судостроении – из него изготавливают части корпуса быстроходных яхт. Это делает суда более легкими, таким образом понижается расход топлива и повышаются их скоростные характеристики. В строительстве кевлар используют для усиления конструкций из железобетона.

Прочие сферы применения материала:

  • производство фото- и видеоштативов для съемки;
  • отделка корпусов мелкой цифровой техники – телефонов, ноутбуков;
  • изготовление диффузоров акустических динамиков для передачи низких и средних частот;
  • рыболовство – из кевлара делают леску и поводки для удилищ;
  • производство струн для музыкальных инструментов;
  • изготовление деталей для моделизма.

Рекомендации по уходу

Изделия из сверхпрочной ткани не дают усадки, их можно стирать при высокой температуре, однако количество стирок лучше минимизировать, поскольку под влиянием влаги ее структура портится, что отрицательно сказывается на защитных характеристиках.

Американская компания «Дюпон», изобретатель кевлара, гарантирует сохранение его первоначальных свойств до 10 стирок. Контакт с водой в природных условиях также необходимо минимизировать.

Вещи из кевлара нельзя отдавать в химчистку и стирать с использованием отбеливателя. Солнце и ультрафиолет вызывают изменение цвета и ухудшают структуру волокон, уменьшая прочность ткани и приводя к ее старению, поэтому следует избегать длительного воздействия этих лучей на изделие.

Оцените статью:
1 балл из 52 балла из 53 балла из 54 балла из 55 баллов из 5 (7 оценили на 4,43 из 5)
Loading...Loading...
Поделитесь с друьями!
Все про ткань
Комментариев: 1
  1. Oleg

    С кевларом сталкивался еще в детстве, посещая кружок по авиамоделированию. Помню, найти его было очень нелегко. Сейчас материал очень распространен. Часто пользуюсь защитными перчатками из кевлара на охоте – они хорошо защищают руки от повреждений.

  2. Светлана

    У мужа были такие рукавицы, написано было, что защищают от порезов. Не защищают от порезов, говорю авторитетно, муж чуть двух пальцев не лишился. Режутся отлично. Еще написано, что термостойкие. Вот это правда.

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: