Přestože kevlarové vlákno bylo vynalezeno před mnoha lety, lidé jsou stále ohromeni jeho jedinečnými vlastnostmi. Díky svým parametrům a vlastnostem tento materiál způsobil revoluci v oblasti tkanin určených k ochraně.
Kevlar: Co to vlastně je?
Tkanina vyrobená ze syntetických vláken s krystalickou strukturou se nazývá kevlar. Neuvěřitelnou pevnost tkaniny zajišťuje benzenový kruh, který leží v průřezu krystalu. Podle svých vlastností je materiál pevnější a odolnější než kov, přičemž je velmi tenký a lehký.
Každý se s kevlarem setkává jinak, každý se s ním učí z určitých životních situací. Moderní mládež se s tímto materiálem seznámila díky hře Rast, ve které se postavám nabízí k zakoupení brnění a střeliva z něj vyrobeného. Starší generace si toto vlákno spojuje s ochranným oblečením a sportovním vybavením.
Stručně o původu
V dávném roce 1975 byl na trhu poprvé uveden materiál zvaný Kevlar, který se okamžitě začal těšit obrovské poptávce, která každým dnem roste. Tento unikátní polymer byl získán v laboratořích světoznámého koncernu DuPont. Oficiálně je za jeho tvůrkyni považována chemička Stephanie Kwoleková.
V té době se používal do pneumatik jako výztužný materiál. Později našel uplatnění v různých kompozitních materiálech, sportovním vybavení a kabelových výrobcích. Kevlarová tkanina se začala používat k výrobě osobních ochranných prostředků.
Výroba kevlarové tkaniny
Mnoho lidí, kteří se o tomto materiálu poprvé dozvěděli, si klade otázku, z čeho vyrobit kevlar. K jeho získání se použije roztok chloridu vápenatého a methylpyrrolidonu. Přidají se k němu speciální činidla, která uvolňují neobvyklou látku s vlastnostmi tekutých krystalů. Proces se provádí při nízkých teplotách.
Na vnější straně je výsledný polymer ve formě drtě nebo gelu, který se promyje a suší. Poté se nechá projít zvlákňovacími tryskami, čímž se vytvoří vlákna, a následně nitě. Není těžké uhodnout, co jsou to kevlarové nitě. Získaná vlákna se zkroutí do nití, které již tvoří hotový výrobek. Poté se podruhé odešlou do srážecí lázně, kde se promyjí a suší.
Upozornění! Vzhledem k tomu, že výroba kevlaru je spojena se značnými obtížemi, včetně použití kyseliny sírové, je tento proces velmi drahý.
Technické vlastnosti a charakteristiky
Technické vlastnosti a vlastnosti kevlaru jsou skutečně jedinečné. Hlavním rysem je vysoká mechanická pevnost. Zároveň je hmotnost a hustota relativně nízká.
Kevlar je materiál s jedinečnou odolností proti roztahování a samozhášivostí. Zároveň nehoří ani se netaví. Teprve při teplotách nad 430 stupňů se začíná rozkládat. V důsledku vystavení vysokým teplotám ne okamžitě, ale po určité době začíná ztrácet svou pevnost.
Je odolný vůči organickým rozpouštědlům a korozi a má vysoký modul pružnosti. Vlivem nízkých teplot se nejen nezhoršuje, ale naopak se zpevňuje. Je odolný vůči prořezání a má nízkou měrnou elektrickou vodivost.
Oblasti použití kevlaru
Navzdory širokému použití a poptávce mnoho lidí neví, co je Kevlar. Toto vysoce pevné vlákno si však již po mnoho desetiletí nachází širokou škálu uplatnění.
Kevlar se používá hlavně v oblastech, kde jsou důležité následující vlastnosti:
- odolnost proti opotřebení;
- tepelná stabilita;
- nízká strukturální tvrdost;
- výrazná lehkost;
- dobrá pevnost při nízké hmotnosti.
Je proto logické, že se kevlarová tkanina používá k výrobě osobních ochranných prostředků, různých oděvů pro vojenský personál a speciální jednotky.
Letecký průmysl
Vlastnosti kevlaru, tedy o jaký materiál se jedná, jsou v leteckém průmyslu dobře známé. Používá se při výrobě řady bezpilotních letounů k zajištění ochrany.
Osobní ochranné prostředky
Díky svým mechanickým vlastnostem jsou kevlarová vlákna vhodná pro výrobu osobních brnění. Vyrábějí se z nich bojové helmy, neprůstřelné vesty a balistické masky na ochranu obličeje.
Díky kevlarovému pancíři vytvářejí ozbrojené síly různých zemí speciální neprůstřelné masky a kukly pro posádky obrněných vozidel. Kromě toho se s pomocí kevlaru provádí pancéřování letadlových lodí třídy Nimitz.
Neprůstřelné vesty z kevlarových vláken jsou právem považovány za vesty nejvyšší kvality. Takové pancéřování dokáže poskytnout ochranu před letmými údery chladných zbraní, oslabit dopad střel a chránit před pronikáním a šířením střepin. Ochrana je zajištěna díky jedinečné lehkosti, pevnosti a relativní odolnosti použitého materiálu.
Zároveň je třeba při upřednostňování kevlarových výrobků, jako jsou neprůstřelné vesty, vzít v úvahu, že tento polymer má určité vlastnosti. Protože je pancíř měkký, nebude schopen ochránit před střelou z prázdna ani před pronikavým úderem nožem či šídlem. Pro tyto účely se vyvíjejí speciální modely se speciálními pevnými panely. Další nevýhodou je fotosenzitivita. Při neustálém a dlouhodobém vystavení slunečnímu záření se materiál začíná postupně zhoršovat.
Vzhledem k tomu, že kevlarová nit je považována za drahý materiál, k obecné „kevlarizaci“ dosud nedošlo. Pouze ekonomicky vyspělé země si mohou dovolit vybavit své armády a jednotky hmatovými výrobky z tohoto materiálu.
Ochrana rukou
Taktické rukavice s kevlarovými plátovými vložkami se používají k ochraně rukou před poškozením při srážce se zuby nepřítele a také k výraznému zvýšení síly nárazu. Takové rukavice se také nazývají moderní obdobou boxerů. Takové doplňky jsou velmi žádané mezi zaměstnanci specializovaných jednotek, ale i mezi nadšenci extrémních sportů, outdoorovými nadšenci a pouličními rváči. Tato popularita se vysvětluje jejich trvanlivostí, odolností vůči vlhkosti a poškození a také teplem. Ruce v takových rukavicích budou plně chráněny.
Sportovní vybavení
Snowboardy, lodě, pádla, lyže a sportovní helmy vyrobené z kevlaru jsou lehké a vysoce odolné. Sportovní zboží z tohoto materiálu preferují jak amatéři, tak i profesionální sportovci.
Právě tento materiál pomáhá minimalizovat přenos vibrací a zajišťuje odolnost vůči deformačnímu zatížení bez poškození. Díky plasticitě materiálu jsou výrobky chráněny před různými vážnými poškozeními, včetně rozdrcení. Navíc je zcela bezpečný a spolehlivý i při působení vysokého rázového zatížení.
Kevlar se mimo jiné používá k výrobě výstelky některých jízdních kol. Díky němu se minimalizuje riziko defektu. Vrstvy kevlaru se přidávají do raket na stolní tenis. To zvyšuje odraz a snižuje hmotnost. Materiál se používá k výrobě bezpečného oblečení pro motocyklisty. Používá se zejména jako náhrada plastových prvků chránících ramena a lokty.
Další oblasti použití
Vysoké ukazatele chemické a mechanické stability, stejně jako pevnost Kevlaru, zajišťují jeho široké uplatnění v různých oblastech. Tento materiál je považován za jeden z nejmodernějších v moderním světě.
Nejčastěji se používá k následujícím účelům:
- Jako výztužné vlákno - používá se k odlehčení a zpevnění materiálu. Používá se k posílení kabelů a jejich ochraně před zlomením a natažením.
- V procesu výroby ortopedických protéz.
- Pro výrobu lan se výrobky vyznačují odolností proti korozi, spolehlivostí, nízkou hmotností a nevodivostí. Díky těmto vlastnostem se lana široce používají v lodním stavitelství a hornictví, kde nahrazují ocelová lana.
- Pro získání hybridního materiálu zvaného uhlík-kevlar se používá k výrobě trupů lodí, které jsou schopny vyvinout značné rychlosti.
- Pro výrobu nejnovějšího superpevného stavebního materiálu zvaného kevlarbeton - používá se k výrobě dlažebních desek, fasádního kamene na zdi, pomníky, obrubníky, schody a mnoho dalšího. Zároveň jsou takové stavební materiály kvůli použitému kevlaru poměrně drahé.
- Pro výrobu rybářského vlasce - pokud se člověk zabývá rybařením profesionálně, pak dává přednost pouze vysoce kvalitnímu vybavení. Kevlarová rukavice bude také nepostradatelná pro rybaření, zejména při lovu sumců nebo štik.
- Pro výrobu ochrany klikové skříně - poskytuje vysokou úroveň odolnosti proti mechanickému poškození. Je tepelně stabilní a má vysoký stupeň odolnosti vůči chemikáliím. Zároveň je kevlarový kompozit poměrně levnější.
Kevlarové vlákno se dnes používá v nejrůznějších oblastech. Bez tohoto materiálu si pasivní ochranu téměř nelze představit a neprůstřelné vesty a helmy již zachránily mnoho životů.
