Cверхпрочный кевлар известен своим применением в бронежилетах и автомобильной промышленности. Применяется в промышленном произведстве начиная с 1971 года.
Природа богата удивительными материалами. Возьмем, к примеру, дерево: этот материал настолько прочный и универсальный, что его можно использовать практически для всего на свете от изготовления бумаги до строительства домов. Еще есть шерсть, которая позволяет животным сохранять тепло при минусовых температурах и кожа материал, способный к восстановлению после повреждений всего за несколько дней. Однако, какими бы невероятными ни были эти материалы, они далеко не идеальны и не подходят для универсального применения. Но есть ли материал, которым мы пользуемся ежедневно? Прочный синтетический материал с красивым названием кевлар, часто описывают как материал «в пять раз прочнее стали при равном весе». Интересно, что применяется кевлар как в изготовлении лодок, тетивы для лука, так и в автомобильной промышленности. В этой статье поговорим о кевларе и причинах, по которым он настолько прочный.
По сути, кевлар это сверхпрочный пластик. В мире существуют буквально сотни синтетических пластмасс, изготовленных путем полимеризации химическего процесса образования высокомолекулярных соединений (полимеров) из низкомолекулярных (мономеров), которые обладают совершенно разными свойствами. Что же до кевлара, то его удивительные свойства частично объясняются его внутренней структурой и тем, что он сделан из волокон, которые плотно связаны друг с другом.
Отметим, что кевлар запатентованный материал, производимый
только химической компанией DuPont,
поставляется в двух основных разновидностях под названием
кевлар 29 и кевлар 49 (другие
разновидности изготавливаются для специального применения). По
своей химической структуре кевлар напоминает другой универсальный
защитный материал номекс.
Кевлар и номекс это примеры химических веществ, называемых синтетическими ароматическими полиамидами или арамидами для краткости. Эти синтетические материалы изготавливаются в химической лаборатории (в отличие от натуральных тканей, например хлопка или шерсти). Как и номекс, кевлар является дальним родственником нейлона, первого коммерчески успешного «суперполиамида», разработанного компанией DuPont в 1930-х годах.
Ну чем не перчатка бесконечности? На фото защитные перчатки из кевлара от Dupon.
Кевлар был открыт в 1964 голу американским химиком Стфани Кволек (1923-2014). Патент на изобретение кевлара Кволек получила вместе с Полом Морганом в 1966, а начиная с 1971 года кевлар активно применяется в промышленном производстве. Несмотря на то, что изначально кевлар был разработан как легкая замена стальных креплений в автомобильных шинах, сегодня он известен во всем мире благодаря использованию бронежилетов и защитных перчаток.
Как уже упоминалось выше, кевлар примерно в пять раз прочнее стали, при этом он относительно легкий. Интересно и то, что в отличие от большинства пластмасс кевлар не плавится: материал выдерживает высокие температуры и разлагается только при температуре около 450C. В отличие от своего родственного материала номекс, кевлар может воспламеняться, но горение обычно прекращается, если убрать источник тепла. Очень низкие температуры не оказывают никакого влияния на кевлар: представители компании Dupon не обнаружили «никакого охрупчивания или деградации материала» вплоть до температуры -196C.
Как и другие пластмассы, длительное воздействие ультрафиолетового света (например, при солнечном свете) вызывает обесцвечивание и некоторую деградацию волокон кевлара. Этот материал может противостоять атакам различных химических веществ, хотя длительное воздействие сильных кислот со временем может его разрушить.
Кевлар выпускают в виде: технических нитей; пряжи; ровинга; тканей.
Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира
науки и технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram
чтобы не пропустить ничего интересного!
Вы, вероятно, знаете, что натуральные материалы, такие как шерсть и хлопок, должны быть скручены в волокна, прежде чем превратиться в полезные текстильные изделия. То же самое верно и для искусственных волокон, таких как нейлон, кевлар и номекс.
Существует два основных этапа изготовления кевлара. Первый связан непосредственно с химией сначала необходимо произвести основной пластик, из которого сделан кевлар (химическое вещество под названием поли-пара-фенилен терефталамид). Непосредственное превращение химического продукта в более полезный, практичный и прочный материал происходит в ходе второго, заключительного этапа производства.
В настоящее время более 80% кевлара в мире производится на заводе Честерфилда в Спруэнсе. Синтетическое волокно наматывается на катушки, как показано здесь, а затем превращается в другие продукты.
С помощью сложного процесса горячий и вязкий раствор поли-пара-фенилен терефталамида пропускается через фильеру (металлический формовщик, немного похожий на сито). В результате получаются длинные, тонкие, прочные и жесткие волокна, которые наматываются на барабаны. Затем волокна разрезаются по длине и сплетаются в жесткий коврик, известный нам как кевлар.
Читайте также:
Из каких материалов можно строить дома на Марсе?
Кевлар может использоваться сам по себе или в сочетании с другими материалами для придания им дополнительной прочности. Широкую известность этот материал получил, вероятно, благодаря его использованию в пуленепробиваемых бронежилетах и передаче «Разрушители легенд», но у него есть десятки других применений. Так как изначальной целью разработчиков было создание легкого прочного волокна, которое можно было бы использовать при производстве шин, сегодня кевлар используется в автомобильной промышленности, но не только. Известно его применение при производстве лодок, самолетов и даже в строительной отрасли, хотя и не является основным конструкционным и строительным материалом.
Люди на территории княжества Силенд
На карте мира или глобусе можно посчитать около 200 стран, но их точное количество назвать невозможно. В основном
Кумулятивные снаряды предназначены для поражения бронированной техники
С появлением бронетехники между снарядами и толщиной брони возникла
В истории часто возникал массовый голод, вот самые известные случаи
Массовый голод это острая нехватка пищи, которая всегда приводит к увеличению смер
В 1960-м году в Москву был завезен вирус оспы, но эпидемию удалось предотвратить всего за 44 дня
Тревожных новостей в Интернете стало еще больше на
На этой неделе в Европе выявили более 100 случаев заболевания оспой обезьян.
Борьбу с натуральной оспой в ХХ веке можно сравнить с остросюжетным триллером с элемента
Российские боевые лазерные установки уже показали свою эффективность
Военные эксперты все чаще говорят о приближении эры оружия с новыми физическими принципам
Время
абстрактная величина или математическое понятие, существующее в
нашем представлении реальности.
Мы воспринимаем время как стрелу, указывающую вперед.
Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Количество последних может быть разным: от нуля до нескольких десятков.
Что мы знаем о Вселенной, в которой живем? Чтобы
Мы знаем о гравитации со времен Ньютона, но по-прежнему пытаемся ее понять
Одна из наиболее многообещающих попыток объяснить гравитацию это поп
Наша Вселенная странное место. Судите сами: мы живем на шаре, который вращается вокруг обычной звезды (коих на просторах космоса не счесть), а наша галактика небольшая и по космическим меркам заурядная. Вокр
Квантовые технологии стремительно развиваются
Квантовая теория родилась в первой половине XX века. Среди ее создателей были Нильс Бор, Альберт Эйнштейн, Макс Планк,
Далеко не все пищевые добавки опасны для здоровья, но вредные среди них все-таки есть
В составе практически каждого продукта из магазина есть
Ни одни Олимпийские игры не обходятся без допингового скандала, и Олимпиада 2022 года не стала исключением
Во время Олимпийских игр и других спортивных соревнований, каждый участник хочет оказаться победителем. Иногда, для достиже
Исследователи демонстрируют силу нового клея
В производстве одежды, мебели, техники и любых других вещей используется клей. Он бывает разный по составу и предназначению: одни хорошо склеивают ткани, другие металлы, а третьи древесину
Возможно, в будущем случаев сильного обморожения будет меньше
Зимой, при температуре воздуха ниже 15 градусов Цельсия, каждый человек рискует подвергнуться обморожению. Так называется явление, когда при сильном холоде в ткани
В домашнем воздухе содержатся химикаты, опасные для здоровья
Более 90% времени люди проводят внутри помещений и вдыхают вещества, которые выделяют стены, мебель и другие элементы интерьера. Исходя из этого факта, авторы нового научног