Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

Тварон

По свойствам и характеристикам аналогичен кевлару. Тварон был разработан компанией Тейджин Арамид, заводы которой расположены в Японии и Нидерландах.

Ткань отличается высокой прочностью, небольшим весом, химической нейтральностью, термостойкостью, диэлектрическими свойствами и т.д.

Но основное преимущество тварона заключается в отсутствии деформации даже в самых сложных условиях эксплуатации.

СВМ

Арамидная ткань, разработанная в 1970 году в СССР. Этот по свойствам схож с кевларом, но превосходит его по составу и некоторым параметрам. Аббревиатура СВМ расшифровывается как синтетический высокопрочный материал. Позднее на основе СВМ были разработаны нити второго поколения – Русар и Армос.

Новые арамидные волокна превосходят кевлар по следующим показателям – удлинение при разрыве, удельная нагрузка нити на разрыв, прочность нити и т.д.

Номекс

Номекс — разработка известной компании DuPont и относится к категории мета-арамидов. Номекс по прочности уступает кевлару, однако, стойкость к изгибу у номекса в 3 раза выше, чем у других арамидных тканей.

Номекс используется в авиации и судостроении, для изоляции кабелей и двигателей, в изделиях, подвергаемых воздействию высоких температур и т.д.

Впервые синтез был произведен в 1965 году сотрудницей химического концерна Dupont Стефани Кволек. Она занималась пара-арамидами. Очередным заданием было получить прочные полимерные нити, чтобы заменить корд из стали в шинах автомобилей.

Кволек решила изменить технологию, применив раствор пара-арамида, а не цельное вещество. Внешний вид получившейся субстанции не отвечал никаким требованиям. Инженер отказывался заливать в машину мутный раствор, напоминающий самогон, вместо темной патоки. Но женщина смогла убедить его пойти на эксперимент.

Удивлению химиков не было предела: оборудование беспрепятственно вытягивало нить. Когда пришли результаты тестирования получившейся пряжи, Стефани решила, что прибор вышел из строя, так как высокие цифры не свойственны синтетическим полимерам. Но, повторные исследования твердили свое – по прочности вещество превосходит сталь.

18.01.2014 | admin

Ткань кевлар – это высокопрочная ткань из синтетических волокон. Название кевлар (англ. Kevlar) является торговой маркой компании DuPont и называют так арамид, арамидную ткань. Таким названием именуют: ткань кевлар, бумага кевлар, волокно кевлар, пряжа кевлар, нить кевлар.

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокнаКевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

Впервые материал был получен американскими учёными в 1964 г. В результате поиска лёгкого и прочного волокна, которое бы использовалось для армирования автомобильных шин, и был разработан кевлар.

Получившееся волокно не было таким ломким, как нейлон, который прежде входил в состав покрышек. На следующий год была разработана его технология производства.

Уже в 1971 было начато коммерческое производство кевлар.

Свойства кевлар просто потрясающие.

Волокно кевлар обладает высокой прочностью и превосходит по прочности сталь в 5 раз. Кевлар обладает в 3 раза большей жесткостью, чем стекловолокно, при этом его плотность составляет всего 43% от плотности стекловолокна. Свою прочность и эластичность этот материал сохраняет и при низких температурах, вплоть до −196 °C. И становится даже чуть прочнее.

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокнаКевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

Он не горюч и термостоек. Нагрев до 150 °C уменьшает прочность кевлара на 10-20 % после 500 часов. При повышении температуры до 250 °C кевлар теряет 50 % своей прочности за 70 часов. При высоком нагреве он не плавиться, а разлагается, и происходит это лишь при температуре 430-480 °C.

Многослойная ткань кевлар способна поглощать энергию удара, обеспечивая тем самым противопульную и противоосколочную стойкость. Кевлар, также, является прекрасным электрическим изолятором.

А вот при намокании защитные свойства кевлар ухудшаются. Понижается прочность ткани и при воздействии солнечного света. Стирка и химчистка также негативно сказываются на защитных свойствах ткани.

Чтобы избежать этих отрицательных факторов были разработаны специальные покрытия, позволяющие уменьшить негативные ухудшения свойств. Для здоровья, кевлар абсолютно безвредный материал.

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокнаКевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

Зачастую кевларовое волокно, для компенсации его слабых мест, применяют в комбинации со стекловолокном или угольным волокном. В результате этой комбинации получаются так называемые «гибридные ткани».

На сегодняшний день довольно трудно перечислить, где применяется кевлар. Комбинация высокой прочности, эластичности и небольшой вес снискали кевлару высокую потребительскую активность.

Существует большое количество изделий из кевлар, одежды из кевлар. А также применяют его в судостроении (в килевой части или по швам), в конструкциях беспилотных летательных аппаратов (для увеличения защиты).

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокнаКевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

Используется кевлар в шинном производстве, как армирующее волокно в композиционных материалах, делая их прочными и лёгкими. Нити кевлар добавляются в производство оптико-волокнистых кабелей для предотвращения их растяжения и разрыва, тем самым увеличивая износостойкость.

Волокно кевлар добавляют в другие ткани в качестве армирующего компонента, что придаёт изделиям стойкость и прочность. Это перчатки из кевлар, носки из кевлар, джинсы с кевларом (в мотоспорте и сноуборде), костюмы и обувь из кевлар (защитная одежда).

  • К средствам индивидуальной бронезащиты (СИБ) относятся бронежилеты из кевлар, бронешлемы.
  • Бумага кевлар применяется в аэрокосмической промышленности.
  • Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

Несмотря на то, что ткань кевлар считают одним из наиболее перспективных материалов в ряде сфер, всё же не могу умолчать, что на сегодняшний день она больше не является самой прочной тканью в мире.

Учёными получен новейший материал на основе соединения паутины и кожи. Учитывая тот факт, что паутина сама по себе в 3 раза прочнее кевлара, то можно предположить какая прочная ткань выходит из этого соединения.

Этот материал пока ещё не получил своего названия.

  1. Ткань кевлар — инновационная ткань, способная приносить человеку в различных областях комфорт и уют.
  2. [poll id=»3″]

Источник: https://kamtehnopark.ru/cto-takoe-kevlar

Кевларовая ткань: материал прочнее стали

Кевлар — название торговой марки высокопрочного полимерного материала (KEVLAR), разработанного учёными американской химической компании DuPont (Дюпон). По прочностным характеристикам превосходит сталь, но намного легче по весу.

Первый в группе

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

К 1971 году группе учёных компании удалось доработать материал, и началось его массовое производство. Кевлар это аналог СВМ и тварон (чего многие и не знают), созданных практически одновременно в России и Европе. Но так как он был первым, все материалы, относящиеся к этой группе, стали называть именно так.

Производство

Кевлар выпускают в виде:

  • технических нитей;
  • пряжи;
  • ровинга;
  • тканей.

Это кристаллизующийся полимер. Добывают его методом поликонденсации в растворе в низкотемпературном режиме. В раствор добавляют реагенты, и из него выделяется полимер в виде геля или крошки. Его промывают, просушивают и растворяют в кислоте, затем через фильеры формуются нити и волокна, подаются в осадительную ванну, промываются и снова сушатся.

Свойства

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

  1. Основной характеристикой материала является его высокая механическая прочность. Плотность и, соответственно, масса достаточно низкие.
  2. Кевлар обладает устойчивостью к растяжению.
  3. Не горит и не плавится, обладает способностью к самотушению. Начинает разлагаться при температурах от 430 °C. При воздействии высоких температур начинает терять прочность только с течением времени, не сразу.
  4. Имеет устойчивость к органическим растворителям.
  5. Обладает высоким модулем упругости.
  6. Устойчив к коррозии.
  7. Под воздействием очень низких температур (криогенных) не только не портится, но и становится ещё прочнее.
  8. Обладает низкой удельной электропроводностью.
  9. Устойчив к порезам.

Применение

Изначально целью разработчиков было создать лёгкое, но очень прочное волокно, которое можно было бы использовать при производстве шин.

Кевларовые ткани

Выпускаются обычно в виде полотна в рулонах под названием Кевлар-49. Также бывают другие виды:

  • штапель-кевлар — коротко нарезанные волокна длиной чуть более шести мм. Прочностные свойства теряются из-за нарезки, но сохраняются барьерные. Используется для производства пряжи, войлока и нетканых изделий с высокими теплоизоляционными и виброизоляционными свойствами;

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокнаКевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

  • флок-кевлар — измельчённое волокно (до 1 мм), применяют для армирования различных смол.

Кевларовые ткани имеют и минусы:

  • теряют прочность при истирании;
  • разрушаются под действием ультрафиолета. Требуют специального покрытия смолой.

Защитная одежда

 Читайте про: мешковина в интерьере  

Армирующие свойства кевлара используют, включая его в состав тканей, из которых изготавливают элементы защитной одежды: перчатки, отдельные вставки в костюм, наколенники, антипрокольные стельки, одежду спортивной группы — для сноубординга, мотоспорта и т. д. Подобная ткань становится устойчивой к порезам и прокалыванию.

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокнаКевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна Кевларовые перчатки могут защитить от порезов о стекло, кратковременного воздействия пламени и раскалённых предметов, при этом они мягкие, эластичные и хорошо пропускают воздух (по внешнему виду напоминают трикотажные) и позволяют работать даже с самыми мелкими деталями, так как не нарушают чувствительности рук.

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокнаС 1970 года велась разработка антипрокольной ткани для  бронежилета, а затем началось производство лёгких пуленепробиваемых бронежилетов из нескольких слоёв кевлара. Для того чтобы качества материала не ухудшались под воздействием воды и ультрафиолета, кевларовая броня имеет покрытие из водостойкой ткани.

Также производят другие элементы защиты от огнестрельных и осколочных поражений, например, в бронеавтомобилях.

Спортивное снаряжение

Лыжи, доски для сноуборда, шлемы, лодки и вёсла из кевлара обладают очень высокой прочностью и лёгкостью.

Судостроение

Кевлар начали применять в судостроении относительно недавно — последние два десятилетия.

Процесс его производства высокотехнологичный и достаточно дорогой, поэтому его применяют выборочно — для отделки корпуса по швам, в килевой части. Применяется для строительства яхт.

Из этого материала они получаются очень лёгкими, расходуют меньше топлива и способны развивать более высокую скорость.

Узнайте из видео, что это такое кевларовые пакеты  и пострадает  ли кевларовая ткань от ножа.

Другие сферы

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

  • Кевлар используется в качестве армирующего волокна, чтобы придать материалу прочность и лёгкость. Им укрепляют кабели, продевая нить из кевлара по всей длине, защищая его от растяжения и обрыва.
  • Также его применяют для изготовления ортопедических протезов.
  • Кевларовые канаты характеризуются высокой прочностью, малым весом, устойчивостью к коррозии, неэлектропроводностью, благодаря чему широко используются в судостроении и горной промышленности, где заменяют стальные тросы.
  • Прочностные свойства волокон кевлара объединяют с термостойкостью карбона и получают гибридный материал — карбон-кевлар. Его используют для строительства корпусов лодок, способных развивать высокую скорость.
Читайте также:  Игрушка сплюшка своими руками: выкройки зайки засыпайки в натуральную величину

Благодаря высоким показателям прочности и устойчивости к внешним механическим и химическим воздействиям кевлар широко применяется в самых разных сферах и признан одним из самых высокотехнологичных современных материалов. О других материалах высоких технологий читайте здесь.    

© 2019 textiletrend.ru

Источник: https://textiletrend.ru/pro-tkani/ispolzovanie/kevlar.html

Кевларовая ткань: свойства, производство, аналоги

На сегодняшний день кевларовая ткань повсеместно используется при пошиве одежды и экипировки людей, которые в процессе работы подвергаются опасности: военных, космонавтов, полиции, спортсменов и т.д.

Кевларовая ткань была разработана специалистами компании DuPont в 1965 году и является зарегистрированным товарным знаком пара-арамидного синтетического волокна.

реклама

Позднее были созданы волокна, по свойствам аналогичные кевлару, но все материалы, относящиеся к этому типу стали именовать кевларом. Массовое использование кевлара началось в 1970 году, когда этот высокопрочный материал стали использовать в гоночных шинах на замену тяжелой стали.

В настоящее время кевларовое волокно используется в самых различных сферах: в производстве велосипедных шин, парусов яхт, в бронежилетах, для увеличения прочности частей углепластиковых стоп в протезировании.

Производство кевларовой ткани

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокнаКевлар – чистейший полимер, получаемый с помощью поликонденсации в специальном растворе при низких температурах. В раствор хлористого кальция и метил-пирролидона добавляются реагенты, которые выделяют особое вещество с качествами жидких кристаллов.

Внешне они представляют собой гель или крошку, которую промывают и просушивают. Далее, пропуская получившийся полимер через фильеры, формируются нити или волокна, которые повторно направляются в осадительную ванну, промывают и снова высушиваются.

Производство кевлара – дорогостоящий процесс, т.к. возникают трудности с использованием серной кислоты, необходимой в процессе синтеза и образования волокон кевларовой ткани.

Свойства кевларовой ткани

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокнаКевларовые нити обладают прочной структурой, которая по крепости превышает сталь в 5 раз, по жесткости кевлар может сравниться со стекловолокном.

Кевлар, не смотря на свое химическое происхождение, абсолютно безопасен для здоровья человека, устойчив к перепадам температур и сохраняет свои свойства в самых сложных условиях, не возгорается и не плавится.

Кевларовая ткань не боится воздействия органических растворителей, устойчива к коррозии. Под воздействием низких температур кевларовая ткань не только не портиться, но становится еще прочнее.

реклама

Изделия из кевларовых тканей защищают от ударов и порезов. Не смотря на все достоинства этого материала, есть у него и слабые стороны. А именно — под воздействием солнечных лучей и влаги структура ткани разрушается, волокна становятся менее прочными и теряют свои свойства.

Некоторые производители покрывают изделия из кевлара специальным оберегающим слоем, позволяя свести к минимуму и этот недостаток.

Применение кевлара

Как упоминалось выше, целью разработчиков было создание легкого, но в то же время прочного материала, который смог бы заменить тяжелую сталь при производстве шин.

Позднее, благодаря великолепным свойствам кевлара его начали использовать при пошиве одежды, спецовок, военной формы и т.д.

Броня

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

Вооруженные силы различных стран применяют кевлар для создания пуленепробиваемых масок и подшлемников для экипажей бронетанковой техники.

Прочность кевлара настолько велика, что его применяют в качестве брони для авианосцев класса «Нимиц».

В гражданской сфере свойства кевлара используются при создании снаряжения для защиты работников органов экстренного реагирования. Бронежилеты сотрудников полиции, частных охранных предприятий и бойцов спецназа выполнены также из кевлара.

Спортивный инвентарь

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

В мотоспорте кевлар используется для производства безопасной одежды для спортсменов-мотоциклистов, укрепления элементов в области плеч и локтей.

Свойства кевлара с успехом нашли применение в других видах спорта – создания курток, брюк, элементов масок в фехтовании, в японской искусстве стрельбы из лука Кюдо для укрепления тетивы, для повышения производительности в парусах для гоночных лодок и т.д.

Музыкальные инструменты

Кевлар имеет отличные акустические свойства, которые нашли применение при создании диффузоров акустических динамиков для передачи низких и средних частот.

Кевлар используется в качестве основы в струнах для струнных инструментов. Струны из кевлара становятся более прочными, гибкими и стабильными к температурным скачкам.

Другие сферы применения

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

Возможность комбинирования кевлара с другими полимерами путем химической реакции позволяет создать более совершенные материалы, применяемые в специфических областях.

Как пример, карбон-кевлар, который отличается высокой термостойкостью и легкостью и применяется для строительства корпусов высокоскоростных лодок.

Уход за кевларовой тканью

реклама

Ухаживать за изделиями из кевлара не сложно, при этом нужно учитывать недостатки этого полимера, а именно:

  • не подвергать изделия воздействию высоких температур – при повышении температуры до 150С волокна теряют прочность;
  • не стирать изделия слишком часто – на практике их не стирают вообще, так как кевлар боится воды. В некоторых ситуациях, когда изделия применяются в сложных природных условиях необходимо ограничить их соприкосновение с водой;
  • не использовать для очистки изделий химические реагенты – реакция между полимером и другими химическими компонентами может быть непредсказуемой;
  • не подвергать изделия воздействию солнечных лучей – это основной недостаток арамидных волокон, под воздействием ультрафиолета прочность кевларовых волокон снижается. При длительном воздействии солнечных лучей изделия из кевлара просто «рассыпаются».

Другие виды арамидных тканей

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

Тварон

По свойствам и характеристикам аналогичен кевлару. Тварон был разработан компанией Тейджин Арамид, заводы которой расположены в Японии и Нидерландах.

Ткань отличается высокой прочностью, небольшим весом, химической нейтральностью, термостойкостью, диэлектрическими свойствами и т.д.

Но основное преимущество тварона заключается в отсутствии деформации даже в самых сложных условиях эксплуатации.

СВМ

Арамидная ткань, разработанная в 1970 году в СССР. Этот синтетический материал по свойствам схож с кевларом, но превосходит его по составу и некоторым параметрам. Аббревиатура СВМ расшифровывается как синтетический высокопрочный материал. Позднее на основе СВМ были разработаны нити второго поколения – Русар и Армос.

Новые арамидные волокна превосходят кевлар по следующим показателям – удлинение при разрыве, удельная нагрузка нити на разрыв, прочность нити и т.д.

Номекс

Номекс — разработка известной компании DuPont и относится к категории мета-арамидов. Номекс по прочности уступает кевлару, однако, стойкость к изгибу у номекса в 3 раза выше, чем у других арамидных тканей.

Номекс используется в авиации и судостроении, для изоляции кабелей и двигателей, в изделиях, подвергаемых воздействию высоких температур и т.д.

Как купить кевларовую ткань

Купить кевларовую ткань можно практически в любом магазине тканей. Стоимость кевлара варьируется в зависимости от плотности и вида – полотно, лента или нить. Средняя цена 1 м. кв. кевларового полотна составляет 2 500 рублей.

Купить изделия из кевлара можно в многочисленных интернет-магазинах, где представлены верхняя одежда из кевлара, брюки, ветровки, толстовки, перчатки и другая одежда.

Кевларовая ткань поражает своими физическими и химическими свойствами. Это современный высокопрочный материал, характеристики которого были по достоинству оценены и применены в самых различных областях от производства одежды до укрепления деталей авиационных двигателей.

Компании-разработчики арамидных тканей не останавливаются на одном кевларе, совершенствуя это волокно и создавая аналоги по свойствам превосходящие кевлар.

4 Комментария

Источник: https://wearpro.ru/spectkani/kevlar-chto-eto.html

Ткань кевлар : описание, свойства и применение

В настоящее время кевлар стал привычным компонентом одежды и экипировки людей, чья жизнь постоянно подвергается опасности: военных и силовиков, космонавтов и исследователей, спортсменов и пожарных.

Кевларовые волокна используют везде, где требуется повышенная прочность, начиная от автомобильных шин и заканчивая корпусами яхт, область их применения постоянно расширяется, а технология получения – усовершенствуется.

Этот материал был получен полвека тому назад, и многим покажется странным, что его автором стала женщина.

Как появился кевлар?

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

Символично, что изобретательница этого уникального волокна Стефани Кволек в детстве любила шить одежду для кукол. После школы она получила специальность химика в университете Карнеги, но мечтала о медицине. Чтобы заработать средства для обучения в университете, в 1946 году девушка стала работать в знаменитом концерне Дюпон, и вскоре поняла, что ее призвание – все-таки химия. В 1964 году группа Кволек работала над усовершенствованием получения полиарамидов – полимерных веществ со стержнеобразной структурой, которые могли бы заменить стальной корд в шинах. Отказавшись от метода расплава, Стефани смогла получить необычного вида раствор, который при пропускании через фильеры превращался в арамидные нити.

Когда полученное волокно стали тестировать на прочность, исследователи решили, что аппаратура сломалась – показатели прочности нового материала были в пять раз больше, чем у стали.

Новый материал, получивший название кевлар, получил коммерческое применение в семидесятых годах. Его стали использовать для производства шин, кордовых лент, композитных материалов.

В это же время на высокую прочность полиарамидных волокон обратили внимание военные и силовые структуры, целью которых была разработка индивидуальных средств защиты.

Идея бронежилета появилась еще во время Первой мировой войны (ее автором был писатель Конан Дойл), но традиционные металлические пластины были тяжелыми и сковывали движения.

Специалисты американского Национального института правосудия несколько лет проводили тщательные исследования, в ходе которых доказали, что устойчивость к пулевому выстрелу для наиболее распространенного 38 калибра обеспечивает кевларовая ткань в семь слоев.

Последний этап полевых испытаний показал, что прочность такого бронежилета уменьшается при его намокании и при воздействии УФ-лучей.

Также было установлено, что изделия из кевларовой ткани ухудшают свои защитные свойства после нескольких стирок, и что они не переносят отбеливания и химчистки.

Результатом проведенных разработок стал кевларовый бронежилет с покрытием из водостойкой ткани, обеспечивающей защиту армированного слоя от воды и солнца. Кроме того, в качестве средств индивидуальной защиты стали применять кевларовые каски, перчатки, стельки обуви и др.

Свойства арамидных волокон

Кроме высокой прочности, кевлар обладает множеством других уникальных свойств, а именно:

  • при контакте с огнем и высокими температурами это волокно не горит, не дымится и не плавится;
  • кевлар не токсичен и не взрывоопасен;
  • температура его терморазложения составляет 430-450 градусов;
  • прочность армидных волокон начинает постепенно снижаться при нагреве более 150 градусов;
  • при замерзании кевлар становится только прочнее, он способен выдерживать криогенные температуры (до -200 градусов);
  • этот материал является электроизолятором.
Читайте также:  Как сшить бортики в кроватку своими руками: выкройки с размерами для новорожденных

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

К тому же ткань из кевлара отличается мягкостью, гигроскопичностью и способностью к воздухообмену, и вполне комфортна при использовании.

Правда, это не относится к одежде, предназначенной для работы в условиях открытого огня и высоких температур. Для повышения термостойкости кевлар покрывают алюминием.

Материал из такого волокна надежно защищает от мощного теплового излучения, контакта с раскаленными до 500 градусов поверхностями, а также от брызг раскаленного металла.

Следует также добавить, что этот материал довольно легок – один метр ткани весит 30-60 г, и хотя он не дешев (от 30 долларов за квадратный метр), его прекрасные защитные свойства вполне оправдывают такие расходы.

Несколько дешевле стоят защитные материалы, армированные кевларовыми нитями, что придает им стойкость к разрыву и абразивному истиранию. Такие ткани используют для защитных вставок в рабочей и спортивной одежде, перчаток, а также в качестве износостойких стелек.

Уход за изделиями из них чрезвычайно прост. Их не следует: 

  • часто стирать;
  • чистить химическими реагентами;
  • подвергать действию солнечных лучей.

Где применяется кевлар?

Данное высокопрочное волокно находит самое разнообразное применение – от авиационной и космической промышленности до спортивной и туристической одежды. На рынок кевлар поступает в виде нитей, корда, ткани, а также как составляющая композитных и смесовых материалов. Основными способами его применения являются:

Кевлар: это что такое, свойства кевларовой нити, ткани и изделий из волокна

  • производство армированных шин;
  • изготовление медных и оптоволоконных кабелей;
  • гидротехнические и газотехнические системы высокого давления;
  • авиационная и космическая техника;
  • кораблестроение;
  • протезирование и ортопедические изделия;
  • средства индивидуальной защиты для армии, силовых структур, лиц, работающих в экстремальных условиях;
  • спортивная одежда и оборудование.

Без сомнения, в ближайшем будущем можно ожидать как совершенствования этого замечательного материала, так и новых возможностей его применения.

Источник: http://DekorMyHome.ru/rukodelie/tkan-kevlar-opisanie-svoistva-i-primenenie.html

Кевлар – что такое за ткань

Даже сегодня ткань, о которой пойдет речь, кажется удивительной, а в то время, когда она была изобретена, это открытие было поистине невероятным. Кевлар совершил переворот в сфере материалов, предназначенных для защиты, тяжелые конструкции ушли в прошлое и уступили место прочным, но в то же время легким изделиям.

Что такое кевлар

Итак, кевлар – что это такое? Представляем вашему вниманию ткань из синтетического волокна с кристаллической структурой. В сечении одного такого кристалла лежит бензольное кольцо , и именно это придает кевларовой ткани невероятную прочность.

Если сравнивать эту материю со сталью, кевлар окажется прочнее и крепче в пять раз.

Что интересно, когда проводили тестовые испытания материала, ученые грешили на лабораторные приборы, думали, что оборудование неисправно – настолько невероятными были показатели.

При этом ткань кевлар тонкая и легкая – один метр весит от 30 до 60 грамм, в зависимости от длины нити. Впрочем, к свойствам материи мы еще вернемся, а достоинств у нее не мало.

Наглядно увидеть, что это за материал — кевлар, можно в нашей подборке фото.

Кстати, из чего делают кевлар? Конечно же, мы расскажем о технологии изготовления этой удивительной материи:

  • Сам процесс производства кевлара не из дешевых, именно это и обуславливает его конечную высокую стоимость – от тридцати долларов за квадратный метр
  • Сам кевлар является полимером и получается в результате процесса поликонденсации, который осуществляется при очень низкой температуре в специальном растворе
  • Если точнее, берется раствор хлористого кальция и метил-пирролидона, в него добавляются реагенты, которые, в свою очередь, выделяют жидкокристаллическое вещество.
  • Такое вещество визуально представляет собой крошку или гель. На следующем этапе получившуюся субстанцию промывают и высушивают
  • Теперь полученный полимер получают через специальные высокопрочные формы – чтобы получить нить или волокно. На этом этапе используется серная кислота, которая и делает процесс дорогостоящим

В результате получается материя с уникальными свойствами:

  • Высочайшая прочность, материал невозможно порвать, порезать или растянуть. Этот показатель имеет свойство увеличиваться при понижении температуры
  • А вот плотность при этом не высокая, всего 30-60 г/кв.метр. Для сравнения, плотность ткани, из которой сшиты ваши джинсы – 400 г/кв.метр.
  • Полимер устойчив к воздействию химических веществ
  • Он не горит, не тлеет и не плавится при воздействии высоких температур, однако, становится менее прочен при нагреве более чем до 150 градусов. Терморазлагается кевларовое волокно при температуре 430-450 градусов
  • Кевлар абсолютно не токсичен
  • Не подвержен коррозии
  • Имеет низкую электропроводность

Учитывая все описанные свойства, сложно представить, что эта ткань, к тому же, мягкая, гигроскопичная и воздухопроницаемая – вещи из нее довольно комфортно носить.

Однако, есть у кевлара и слабые стороны. Так, ткань теряет прочность при намокании, нагревании, а также при длительном воздействии ультрафиолетовых лучей.

Кто изобрел кевлар

Мы описали производство кевлара, и теперь вам наверняка интересно узнать, кто же придумал этот сложный процесс? Одну из самых прочных тканей на земле изобрела дама – Стефани Кволек, которая в то время (1964 год) сотрудничала с известным американским химическим концерном Дюпон.

Работая над усовершенствованием получения полиарамидов, Стефани первой отказалась от метода расплава и получила необычный раствор, который, при пропускании сквозь высокопрочные формы, превращался в арамидные волокна — кевлар.

Кевларовая нить

Что такое кевларовая нить? В нити скручивают полученные арамидные волокна, причем их количество может отличаться, давая разную толщину готового продукта.

Вот, например, нити, в которых не более 1000 волокон, используются для создания кевларовой ткани – готовый материал получается тонким, легким и, при этом, прочным.

Если было использовано до 10000 волокон, такая нить используется в технических целях, например, для армирования тех или иных материалов, а также в производстве высокопрочного троса, канатов и пр.

Разновидности и применение

Одежда из кевлара предназначена для того, чтобы уберечь ее владельца от опасности. Однако, сфера применения материала гораздо шире. На сегодняшний день выпускается несколько разновидностей полимерного волокна, каждая из которых предназначена для определенных целей.

К29

Эта разновидность самая распространенная и сфера ее применения, пожалуй, самая широкая.

  • Кевларовая одежда шьется для работников служб быстрого реагирования, военных
  • Отдельные защитные элементы, например, тактические перчатки, антипрокольные стельки, наколенники, налокотники и пр.
  • Отдельные вставки в защитный костюм
  • Одежда для спорта, например, сноубординга или мотоспорта (мотокуртки, шлемы и пр.), то есть тех видов спорта, которые связаны с риском получить травму
  • Для изготовления ортопедических протезов
  • Спортивное снаряжение (лыжи, доски для сноуборда, весла, обкладка велосипедных шин и пр.)
  • Основа для струн в струнных музыкальных инструментах
  • К49
  • Это высокомодульное волокно используется в оптоволоконной продукции, в судостроении, в авиации, также оно предназначено для армирования композитов
  • К2100

Эта разновидность представляет собой цветные нити. Такие нити используются для оплетки кабелей и канатов, с целью защитить их от повреждения. Кроме того, эта разновидность также используется в пошиве защитной и спортивной одежды

  1. К119
  2. Материал с повышенной гибкостью, применяется, в основном, для армирования резиновых изделий
  3. КМ2 и КМ2+

Эти виды разработаны и применяются для изготовления защитных костюмов работникам силовых и военных структур. Кевларовые бронижилеты, шлемы – все это обшивается водонепроницаемой тканью, чтобы материал не утратил прочность во время дождя. Материал здесь укоадывается в несколько слоев.

С алюминиевым покрытием

Кевларовые волокна с алюминиевым покрытием предназначены для пошива изделий, которые будут использоваться в условиях повышенной температуры. Они защищают владельца от открытого огня, брызг раскаленного металла и пр. Используется такое волокно для пошива спецодежды пожарным, спасателям, металлургам.

Источник: https://xtkani.ru/kevlar/

Кевларовая нить и ткань: что такое кевлар, кто изобрел материал, какие изделия из него производят?

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.

Арамидное волокно

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.

Читайте также:  Производство ткани: из чего делают для одежды, этапы изготовления

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.

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?

Кевларовые шины

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.

Хоккейная экипировка из кевлара

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.

Кевларовый смартфон

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

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.

Источник: https://ProTkan.com/tkani/iskusstvennye/kevlarovaya-nit.html

Кевлар, что это такое: состав и применение материала

Кевлар: суперпрочность и сверхзащита

Технические инновации шаг за шагом преобразуют окружающий нас мир, и никого уже не удивляют материалы, свойства которых совсем недавно показались бы фантастическими.

Среди таких высокотехнологичных материалов – кевларовая ткань, которая совершила переворот в средствах защиты людей опасных профессий.

Полученный более полувека назад материал кевлар оказался прочнее стали, при этом из его нитей можно ткать полотно или использовать их для создания разнообразных технических приспособлений, отличающихся прочностью и устойчивостью к пламени.

История изобретения кевлара

Этот уникальный полимер, как и многие другие синтетические волокна, был получен в лабораториях всемирно известного концерна Дюпон. Его официальным создателем является химик Стефани Кволек, руководительница группы, занимавшейся проблемой синтеза прочных полимерных волокон для армирования шин.

В 1964 году Кволек предложила новый способ получения полиарамидных нитей – не из расплава, как для большинства полимеров, а из раствора.

Поликонденсированный параарамид растворяют в кислоте, а затем из раствора выращивают непрозрачные кристаллические волокна различной плотности, имеющие желтовато-золотистый цвет; в среднем их толщина составляет примерно 11 мкм.

Кристаллическая структура такого волокна представляет собой стержень, в сечении которого лежит бензольное кольцо, что придает структуре очень высокую прочность.

При тестировании на разрыв первых лабораторных образцов полиарамидных волокон исследователи даже решили, что аппаратура неисправна, поскольку полученная прочность (до 260 сн/Текс) оказалась в несколько раз выше, чем у стали, и к тому же новые полимеры оказались гибкими и легкими. Для дальнейшего применения волокна скручивают в нить, их количество в одной нити может быть различным. Из нитей с количеством волокон до 1000 производят кевлар ткань, более толстые нити (до 10 тысяч волокон) используются в технических целях, для армирования различных материалов и для производства канатов.

В 1975 году новый сверхпрочный полимер поступил в продажу под торговой маркой Kevlar. Он, как и предполагалось, использовался в качестве армирующего материала для шин.

Кроме того, он нашел применение для различных композитных материалов, для производства кабельной продукции, протезов, спортивного оборудования и т.п.

Большую долю выпускаемой продукции занимает ткань кевларовая, которую используют в основном для производства средств индивидуальной защиты. Вне зависимости от формы выпуска, полиарамидные волокна и нити из них обладают такими характеристиками:

  • большая прочность на растяжение и на разрыв (порез);
  • небольшая плотность (30-60 г/кв.метр);
  • усиление прочности при понижении температуры вплоть до – 200 градусов;
  • высокая упругость;
  • химическая стойкость;
  • низкая электропроводность;
  • устойчивость к горению и плавлению;
  • отсутствие коррозии;
  • нетоксичность.

Области применения кевлара

Процесс совершенствования свойств кевлара происходит постоянно, и в настоящее время выпускается несколько разновидностей этого уникального волокна, ориентированных на определенную область применения. Среди них такие марки, как:

  • К29, который применяется для повышения прочности кабелей, армирования шин, шлангов и в военной промышленности (индивидуальных защитных средств и брони);
  • К49 – высокомодульное волокно для оптоволоконной продукции, армирования композитов, изготовления ткани, спортивных аксессуаров, судостроения, авиационно-космического комплекса;
  • К2100 – цветные нити, которые используют для оплетки канатов и кабелей, производства защитной одежды и аксессуаров;
  • К119 – с повышенной гибкостью, применяется для армирования резиновых изделий;
  • АР (advanced performance) – кевлар нового поколения, прочность которого на 15% выше. чем у базовой марки К29;
  • КМ2 и КМ2+ – высокопрочное волокно для изготовления бронежилетов, пуленепробиваемых шлемов и других средств защиты военных и работников силовых структур;
  • ХР – композитный материал на основе смолы повышенной вязкости и кевлара КМ2+.

Отдельно следует выделить кевларовые волокна с алюминиевым покрытием, которые способны выдерживать температуру до 500 градусов. Они способны защитить от брызг металла, контакта с раскаленными поверхностями и даже какое-то время от открытого пламени и используются в защитных костюмах для пожарных, металлургов, работников других опасных профессий.

Кроме применения волокна для разнообразных технических конструкций, ткань кевлар является основой наиболее распространенной защитной одежды. Изобретательница этого материала Стефани Кволек считала своим главным достижением спасение множества жизней благодаря кевларовым бронежилетам, шлемам и другим средствам защиты, которые сейчас используются военными подразделениями НАТО. Опытным путем было установлено, что надежную защиту от пули обеспечивают семь слоев материала. При этом кевларовые слои покрывают водостойким светонепроницаемым материалом, чтобы не допустить уменьшения прочности вследствие намокания или воздействия ультрафиолета. Распространенной является также ткань кевлар, созданная путем армирования обычного материала полиарамидными волокнами. Она характеризуется повышенной прочностью и долговечностью и может быть использована для создания защитных костюмов и аксессуаров работникам различных профессий. Также кевларовый материал находит применение в виде вставок в обычную одежду, износостойких и непрокалывающихся стелек, защитных перчаток и т.п. Такие аксессуары ценятся работниками силовых подразделений, любителями экстремальных видов спорта и людьми, ведущими активный образ жизни, в частности, страйкболистами, сноубордистами, байкерами. Хотя ткань кевлар стоит довольно дорого (порядка 30 долларов за квадратный метр), ее надежность и защитные свойства вполне оправдывают такие расходы.

Правила ухода

При уходе за защитными приспособлениями нужно помнить, что кевлар – это полимер, который не переносит намокание, ультрафиолетовые лучи и химическую чистку, поэтому при уходе за ним нужно придерживаться рекомендаций производителя.

Концерн Дюпон гарантирует сохранение защитных свойств и прочности своей кевларовой продукции до 10 циклов стирки. Выстиранные вещи следует сушить в закрытом помещении, а вот воздействие тепла им не вредит.

Что же касается воздействия различных химикатов, особенно содержащих хлор, то контакт с ними крайне нежелателен, хотя очистка с помощью кислородных отбеливателей вполне допустима.

Все ткани Ненатуральные, Синтетические

Источник: https://ProTkani.com/tkani/kevlar.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector