общ, изследване, технология

Какво трябва да знаете за кевлар - материал, по-здрав от стоманата?

Природата е богата на невероятни материали.Вземете например дърво: този материал е толкова издръжлив и гъвкав, че може да се използва за почти всичко - от производството на хартия до изграждането на къщи. Има и вълна, която позволява на животните да се затоплят при минусови температури, и кожа, материал, който може да се възстанови от повреди само за няколко дни. Колкото и невероятни да са тези материали, те далеч не са идеални и не са подходящи за универсална употреба. Но има ли материал, който използваме ежедневно? Здрав синтетичен материал с красивото име Кевлар, често се описва като „пет пъти по-здрав от стоманата за еднакво тегло“. Интересното е, че кевларът се използва както в производството на лодки, тетиви, така и в автомобилната индустрия. В тази статия ще говорим за кевлар и причините, поради които той е толкова издръжлив.

Тежкият кевлар е известен със своите приложения в бронежилетките и автомобилната индустрия. Използва се в промишленото производство от 1971г.

Съдържанието

  • 1 Какво е кевлар?
  • 2 Свойства на кеврал
  • 3 Производство на кевлар
  • 4 Къде и за какво се използва кевлар?

Какво е кевлар?

По същество Кевлар е пластмаса за тежък товар.В света има буквално стотици синтетични пластмаси, произведени чрез полимеризация - химическият процес на образуване на съединения с високо молекулно тегло (полимери) от съединения с ниско молекулно тегло (мономери), които имат напълно различни свойства. Що се отнася до кевлара, неговите невероятни свойства се дължат отчасти на вътрешната му структура и на факта, че е направен от влакна, които са плътно свързани помежду си.

Имайте предвид, че Kevlar, патентован материал, направен само от химическата компания DuPont ™, се предлага в две основни разновидности, наречени кевлар 29 и кевлар 49 (други сортове се правят за специални приложения). По своята химическа структура Кевларът прилича на друг универсален защитен материал - номекс,

Кевлар и Номекс са примери за химикали, коитонаречени синтетични ароматни полиамиди или накратко арамиди. Тези синтетични материали се произвеждат в химическа лаборатория (за разлика от естествените тъкани като памук или вълна). Подобно на Nomex, Кевлар е далечен братовчед на найлон, първият успешен в търговската мрежа "супер полиамид", разработен от DuPont през 30-те години.

Защо не ръкавица на безкрайност? На снимката са защитни ръкавици от кевлар от Dupon.

Кевлар е открит през 1964 г. от американецхимик Стефани Кволек (1923-2014). Kvolek получава патент за изобретението на Kevlar заедно с Paul Morgan през 1966 г., а от 1971 г. Kevlar се използва активно в индустриалното производство. Въпреки че първоначално е разработен като лек заместител на стоманени стойки в автомобилни гуми, днес той е известен в целия свят с използването на бронежилетки и защитни ръкавици.

Кевралови свойства

Както бе споменато по-горе, Кевлар е около петпъти по-здрава от стоманата, като същевременно е относително лека. Интересно е също така, че за разлика от повечето пластмаси, кевларът не се топи: материалът издържа на високи температури и се разлага само при около 450 ° C. За разлика от сестра си материал Nomex, Kevlar е запалим, но обикновено спира да гори, когато източникът на топлина бъде отстранен. Много ниските температури нямат ефект върху кевлара: Dupon установи, че „няма омазване или деградация на материала“ до -196 ° C.

Подобно на други пластмаси, дългосрочно излаганеУлтравиолетовата светлина (като слънчевата светлина) причинява обезцветяване и известно разграждане на кевларовите влакна. Този материал може да устои на атаки от различни химикали, въпреки че продължителното излагане на силни киселини може да го унищожи с течение на времето.

Кевларът се произвежда под формата на: технически конци; прежда; ровинг; тъкани.

Искате ли да сте в крак с последните новини от света на науката и технологиите? Абонирайте се за нашия новинарски канал в Telegram, за да не пропуснете нищо интересно!

Производство на кевлар

Вероятно знаете, че естествените материали,като вълна и памук трябва да бъдат усукани във влакна, преди да могат да се превърнат в полезен текстил. Същото важи и за изкуствените влакна като найлон, кевлар и номекс.

Има две основни производствени стъпкикевлар. Първият е пряко свързан с химията - първо трябва да произведете основната пластмаса, от която е направен Кевлар (химикал, наречен поли-пара-фенилен терефталамид). Директната трансформация на химичен продукт в по-полезен, практичен и траен материал се случва по време на втория, последен етап от производството.

В момента над 80% от кевлара в света се произвежда в завода в Честърфийлд в Спръенс. Синтетичните влакна се навиват на макари, както е показано тук и след това се преработват в други продукти.

Гореща и вискозна чрез сложен процесразтворът на поли-пара-фенилен терефталамид се прекарва през матрица (метална машина, малко като сито). Резултатът са дълги, тънки, здрави и твърди влакна, които се навиват около барабаните. След това влакната се нарязват на дължина и се тъкат в твърд килим, познат ни като кевлар.

Вижте също: Какви материали могат да се използват за построяване на къщи на Марс?

Къде и за какво се използва кевлар?

Кевларът може да се използва самостоятелно или вкомбинация с други материали, за да им придаде допълнителна здравина. Този материал е широко известен, вероятно поради използването му в бронежилетки и шоуто Legend Busters, но има десетки други приложения. Като първоначалната цел на разработчиците беше да създадат леко, трайно влакно, което да може да се използва при производството на гуми, днес кевларът се използва в автомобилостроенетоиндустрия, но не само. Известно е, че се използва в производството на лодки, самолети и дори в строителната индустрия, въпреки че не е основният структурен и строителен материал.