Hvad du har brug for at vide om Kevlar - et materiale, der er stærkere end stål?

Naturen er rig på fantastiske materialer.Tag for eksempel træ: dette materiale er så holdbart og alsidigt, at det kan bruges til næsten alt fra papirfremstilling til bygning af huse. Der er også uld, som gør det muligt for dyr at holde varmen ved temperaturer under nul og læder, et materiale der kan komme sig fra skader på få dage. Men så utrolige som disse materialer er, er de langt fra ideelle og ikke egnede til universel brug. Men er der materiale, som vi bruger dagligt? Et hårdt syntetisk materiale med det smukke navn Kevlar, det beskrives ofte som værende "fem gange stærkere end stål til lige vægt." Interessant nok bruges Kevlar både til fremstilling af både, bowstrings og i bilindustrien. I denne artikel vil vi tale om Kevlar og grundene til, at den er så holdbar.

Kevlar, der er tungt, er kendt for sine anvendelser inden for rustning og bilindustrien. Det er blevet brugt i industriel produktion siden 1971.

Indholdet

• 1 Hvad er Kevlar?
• 2 Egenskaber ved kevral
• 3 Kevlar-produktion
• 4 Hvor og hvad bruges Kevlar til?

Hvad er Kevlar?

I det væsentlige er Kevlar en kraftig plast.Der er bogstaveligt talt hundredvis af syntetiske plastik i verden, fremstillet ved polymerisation - den kemiske proces til dannelse af forbindelser med høj molekylvægt (polymerer) af forbindelser med lav molekylvægt (monomerer), der har helt forskellige egenskaber. Med hensyn til Kevlar skyldes dens fantastiske egenskaber til dels den interne struktur og det faktum, at den er lavet af fibre, der er tæt bundet sammen.

Bemærk, at Kevlar, et beskyttet materiale, der kun er fremstillet af kemikaliefirmaet DuPont ™, findes i to hovedvarianter kaldet kevlar 29 og Kevlar 49 (andre sorter er lavet til specielle anvendelser). På grund af sin kemiske struktur ligner Kevlar et andet universelt beskyttende materiale - nomex.

Kevlar og Nomex er eksempler på kemikalier, derkaldes syntetiske aromatiske polyamider eller kort sagt aramider. Disse syntetiske materialer er fremstillet i et kemisk laboratorium (i modsætning til naturlige stoffer som bomuld eller uld). Ligesom Nomex er Kevlar en fjern fætter af nylon, det første kommercielt succesrige "superpolyamid" udviklet af DuPont i 1930'erne.

Hvorfor ikke en uendelig handske? Billedet er Kevlar sikkerhedshandsker fra Dupon.

Kevlar blev åbnet i 1964 af en amerikanerkemiker Stephanie Kwolek (1923-2014). Kvolek modtog et patent for opfindelsen af ​​Kevlar sammen med Paul Morgan i 1966, og siden 1971 har Kevlar været aktivt brugt i industriel produktion. Selvom Kevlar oprindeligt blev udviklet som en letvægtserstatning for stålbeslag i bildæk, er det i dag kendt verden over for sin brug af kropspanser og beskyttelseshandsker.

Kevral egenskaber

Som nævnt ovenfor er Kevlar omkring femgange stærkere end stål, mens det er relativt let. Det er også interessant, at Kevlar, i modsætning til de fleste plastmaterialer, ikke smelter: materialet tåler høje temperaturer og nedbrydes kun ved ca. 450 ° C. I modsætning til søstermaterialet Nomex er Kevlar brandfarligt, men stopper normalt med at brænde, når varmekilden fjernes. Meget kolde temperaturer har ingen effekt på Kevlar: Dupon fandt "ingen materiel sprødhed eller nedbrydning" ned til -196 ° C.

Ligesom anden plast, langvarig eksponeringultraviolet lys (såsom sollys) forårsager misfarvning og en vis nedbrydning af kevlarfibrene. Dette materiale kan modstå angreb fra forskellige kemikalier, selvom langvarig eksponering for stærke syrer kan ødelægge det over tid.

Kevlar produceres i form af: tekniske tråde; garn; vandrende stoffer.

Vil du holde dig ajour med de seneste nyheder fra videnskab og teknologi? Abonner på vores nyhedskanal i Telegram for ikke at gå glip af noget interessant!

Kevlar produktion

Du ved sikkert, at naturlige materialer,som uld og bomuld skal snoes til fibre, inden de gøres til nyttige tekstiler. Det samme gælder for menneskeskabte fibre som nylon, kevlar og nomex.

Der er to hovedproduktionstrinkevlar. Den første er direkte relateret til kemi - først skal du fremstille basisplasten, hvorfra Kevlar (et kemikalie kaldet poly-para-phenylenterephthalamid) er fremstillet. Den direkte omdannelse af et kemisk produkt til et mere nyttigt, praktisk og holdbart materiale sker i den anden, sidste produktionsfase.

I øjeblikket produceres over 80% af verdens Kevlar på Chesterfield-fabrikken i Spruence. Syntetisk fiber vikles på spoler som vist her og behandles derefter til andre produkter.

Varmt og tyktflydende gennem en kompleks procespoly-para-phenylenterephthalamid-opløsningen føres gennem en matrice (en metalformer, lidt som en sigte). Resultatet er lange, tynde, stærke og stive fibre, der vikles rundt om tromlerne. Fibrene skæres derefter i længden og væves ind i et stift tæppe, kendt for os som Kevlar.

Se også: Hvilke materialer kan bruges til at bygge huse på Mars?

Hvor og hvad bruges Kevlar til?

Kevlar kan bruges alene eller ikombination med andre materialer for at give dem ekstra styrke. Dette materiale er almindeligt kendt, sandsynligvis på grund af dets anvendelse i skudsikker kropsrustning og Legend Busters show, men det har snesevis af andre anvendelser. Som det oprindelige mål for udviklerne var at skabe en let, holdbar fiber, der kunne bruges til produktion af dæk, i dag bruges kevlar i bilindustrienindustri, men ikke kun. Det er kendt, at det anvendes til fremstilling af både, fly og endda i byggebranchen, selvom det ikke er det vigtigste strukturelle og byggemateriale.