Hoolimata asjaolust, et Kevlari kiud leiutati juba aastaid tagasi, hämmastavad inimesed endiselt selle ainulaadseid omadusi. See materjal on oma parameetrite ja omaduste tõttu muutnud kaitseks mõeldud kangaste valdkonda revolutsiooniliselt.
Kevlar: Mis see üldse on?
Kristallilise struktuuriga sünteetilisest kiust kangast nimetatakse Kevlariks. Kanga uskumatu tugevuse annab kristalli ristlõikes asuv benseeniring. Oma omaduste poolest on materjal tugevam ja vastupidavam kui metall, samas väga õhuke ja kerge.
Igaüks õpib Kevlarit tundma omamoodi, igaüks saab teada, mis see on, teatud elusituatsioonidest. Tänapäeva noored tunnevad seda materjali tänu mängule Rast, kus tegelastele pakutakse osta sellest valmistatud soomust ja laskemoona. Vanem põlvkond seostab kiudu kaitseriietuse ja spordivarustusega.
Lühidalt päritolu kohta
Kauges 1975. aastal toodi turule esmakordselt materjal nimega Kevlar, mille järele tekkis kohe tohutu nõudlus, mis iga päevaga ainult kasvab. See ainulaadne polümeer saadi maailmakuulsa DuPonti kontserni laborites. Ametlikult peetakse selle loojaks keemik Stephanie Kwoleki.
Sel ajal kasutati seda rehvide tugevdava materjalina. Hiljem leidis see rakendust erinevates komposiitmaterjalides, spordivarustuses ja kaablitoodetes. Kevlari kangast hakati kasutama isikukaitsevahendite tootmiseks.
Kevlari kanga tootmine
Olles selle materjaliga esmakordselt tutvunud, küsivad paljud inimesed, millest Kevlarit valmistada. Selle saamiseks võetakse kaltsiumkloriidi ja metüülpürrolidooni lahus. Sellele lisatakse spetsiaalseid reagente, mis vabastavad ebatavalise aine, millel on vedelkristallide omadused. Protsess viiakse läbi madalatel temperatuuridel.
Väljastpoolt on saadud polümeer puru või geel, mida pestakse ja kuivatatakse. Seejärel lastakse see läbi ketrusdüüside, mille tulemusel moodustuvad kiud, seejärel saadakse niidid. Pole raske arvata, mis on Kevlari niidid. Saadud kiud keeratakse niitideks, mis moodustavad juba valmistoote. Pärast seda saadetakse need teist korda sadestusvanni, pestakse ja kuivatatakse.
Palun pange tähele! Kuna Kevlari tootmine on seotud märkimisväärsete raskustega, sealhulgas väävelhappe kasutamisega, on protsess väga kulukas.
Tehnilised omadused ja omadused
Kevlari tehnilised omadused ja omadused on tõeliselt ainulaadsed. Peamiseks omaduseks peetakse suurt mehaanilist tugevust. Samal ajal on mass ja tihedus suhteliselt madalad.
Kevlar on materjal, millel on ainulaadne venimiskindlus ja isekustuvus. Samal ajal ei põle ega sula see. Alles temperatuuril üle 430 kraadi hakkab see lagunema. Kõrge temperatuuriga kokkupuutel hakkab see teatud aja pärast oma tugevust kaotama mitte kohe.
See on vastupidav orgaanilistele lahustitele ja korrosioonile ning sellel on kõrge elastsusmoodul. Madalate temperatuuride mõjul see mitte ainult ei halvene, vaid vastupidi, muutub tugevamaks. See on vastupidav lõiketele ja sellel on madal erijuhtivus.
Kevlari rakendusalad
Vaatamata laialdasele kasutamisele ja nõudlusele ei tea paljud inimesed, mis Kevlar on. Kuigi see ülitugev kiud on aastakümneid leidnud laia valikut rakendusi.
Kevlarit kasutatakse peamiselt valdkondades, kus on olulised järgmised omadused:
- kulumiskindlus;
- termiline stabiilsus;
- madal struktuuriline kõvadus;
- märkimisväärne kergus;
- hea tugevus väikese kaalu juures.
Seetõttu on loogiline, et Kevlari kangast kasutatakse isikukaitsevahendite, mitmesuguste sõjaväelaste ja erivägede rõivaste valmistamiseks.
Lennundustööstus
Kevlari omadused, mis materjalist see on, on lennunduses hästi teada. Seda kasutatakse mitmete mehitamata õhusõidukite tootmisel kaitse tagamiseks.
Isikukaitsevahendid
Mehaanilised omadused muudavad Kevlari kiud sobivaks isikliku soomuskaitse tootmiseks. Sellest valmistatakse lahingukiivreid, kuulikindlaid veste ja näokaitseks mõeldud ballistilisi maske.
Tänu Kevlari soomusele loovad erinevate riikide relvajõud soomusmasinate meeskondadele spetsiaalseid kuulikindlaid maske ja balaklaave. Lisaks valmistatakse Kevlari abil Nimitz-klassi lennukikandjate soomust.
Kevlari kiust kuulikindlaid veste peetakse õigustatult kõrgeima kvaliteediga. Sellised soomusrüüd pakuvad kaitset külmrelvade tagasilöökide eest, nõrgendavad kuulide lööke ning kaitsevad kildude läbitungimise ja leviku eest. Kaitse tagatakse kasutatud materjali ainulaadse kerguse, tugevuse ja suhtelise vastupidavuse tõttu.
Samal ajal, kui eelistatakse Kevlari tooteid, näiteks kuulikindlaid veste, tuleb arvestada, et polümeeril on teatud omadused. Kuna soomus on pehme, ei suuda see kaitsta otselöögi ega noa või nõela läbistava löögi eest. Sellisteks eesmärkideks töötatakse välja spetsiaalseid mudeleid, millel on spetsiaalsed jäigad paneelid. Teine puudus on valgustundlikkus. Pideva ja pikaajalise päikesevalguse käes viibimise korral hakkab materjal järk-järgult halvenema.
Kuna Kevlari niiti peetakse kalliks materjaliks, pole üldist "kevlariseerumist" veel toimunud. Ainult majanduslikult arenenud riigid saavad endale lubada oma armeede ja üksuste varustamist sellest materjalist valmistatud kombatavate toodetega.
Käte kaitse
Kevlari plaatidega taktikalisi kindaid kasutatakse käte kaitsmiseks kahjustuste eest vaenlase hammastega kokkupõrkel, samuti löögi märkimisväärseks suurendamiseks. Selliseid kindaid nimetatakse ka messingist sõrmenukkide tänapäevaseks analoogiks. Sellised aksessuaarid on väga nõutud spetsialiseeritud üksuste töötajate, aga ka ekstreemspordi, õuespordi ja tänavavõitlejate seas. Sellist populaarsust seletatakse vastupidavuse, niiskus- ja kahjustuskindluse ning soojusega. Sellistes kinnastes on käed täielikult kaitstud.
Spordivarustus
Kevlarist valmistatud lumelauad, paadid, aerud, suusad ja spordikiivrid on kerged ja väga vastupidavad. Sellest materjalist spordikaupu eelistavad nii amatöörid kui ka professionaalsed sportlased.
Just see materjal aitab minimeerida vibratsiooni ülekandumist ja tagada deformatsioonikoormuste talumise ilma kahjustusteta. Materjali plastilisuse tõttu on tooted kaitstud mitmesuguste tõsiste kahjustuste ja muljumise eest. Lisaks on see täiesti ohutu ja usaldusväärne isegi suurte löökkoormuste mõjul.
Muuhulgas kasutatakse Kevlarit mõnede jalgrattarehvide vooderdamiseks. See minimeerib rehvide purunemise ohtu. Kevlari kihte lisatakse lauatennise reketile. See suurendab tagasilööki ja vähendab kaalu. Materjali kasutatakse mootorratturitele ohutute riiete valmistamiseks. Seda kasutatakse eriti plastelementide asendamiseks õlgade ja küünarnukkide kaitsmiseks.
Muud rakendusvaldkonnad
Kevlari kõrge keemiline ja mehaaniline stabiilsus ning tugevus tagavad selle laialdase kasutamise erinevates valdkondades. Seda materjali peetakse tänapäeva maailmas üheks kõrgtehnoloogilisemaks.
Enamasti kasutatakse seda järgmistel eesmärkidel:
- Armeerimiskiu kujul – kasutatakse materjali kergeks ja tugevaks muutmiseks. Seda kasutatakse kaablite tugevdamiseks ja kaitsmiseks purunemise ja venimise eest.
- Ortopeediliste proteeside valmistamise protsessis.
- Trosside tootmiseks - tooteid iseloomustab korrosioonikindlus, töökindlus, väike kaal ja mittejuhtivus. Tänu nendele omadustele kasutatakse trosse laialdaselt laevaehituses ja kaevanduses terastrosside asendajana.
- Süsinik-kevlariks nimetatud hübriidmaterjali saamiseks kasutatakse seda paadikerede ehitamiseks, mis on võimelised saavutama märkimisväärset kiirust.
- Uusima ülitugeva ehitusmaterjali, Kevlari betooni, tootmiseks - seda kasutatakse sillutusplaatide, fassaadikivide, monumentide, äärekivide, treppide ja palju muu valmistamiseks. Samal ajal on sellised ehitusmaterjalid kasutatava Kevlari tõttu üsna kallid.
- Õngenööri tootmiseks - kui inimene tegeleb professionaalse kalapüügiga, eelistab ta ainult kvaliteetset varustust. Samuti on Kevlari kinnas kalapüügil hädavajalik, eriti säga või haugi püüdmisel.
- Karteri kaitse valmistamiseks - tagab kõrge vastupidavuse mehaanilistele kahjustustele. See on kuumakindel ja kemikaalidele vastupidav. Samal ajal on Kevlari komposiit suhteliselt odavam.
Kevlari kiudu kasutatakse tänapäeval väga erinevates valdkondades. Passiivset kaitset on ilma selle materjalita peaaegu võimatu ette kujutada ning kuulikindlad vestid ja kiivrid on juba palju elusid päästnud.
