Napriek tomu, že kevlarové vlákno bolo vynájdené pred mnohými rokmi, ľudia sú stále ohromení jeho jedinečnými vlastnosťami. Materiál vďaka svojim parametrom a vlastnostiam spôsobil revolúciu v oblasti tkanín určených na ochranu.
Kevlar: Čo to vlastne je?
Tkanina vyrobená zo syntetických vlákien s kryštalickou štruktúrou sa nazýva Kevlar. Neuveriteľnú pevnosť tkaniny zabezpečuje benzénový kruh, ktorý sa nachádza v priereze kryštálu. Podľa svojich vlastností je materiál pevnejší a odolnejší ako kov, pričom je veľmi tenký a ľahký.
Každý sa s kevlarom zoznámi inak, každý sa dozvie, čo to je, z určitých životných situácií. Moderná mládež sa s týmto materiálom zoznámila vďaka hre Rast, v ktorej sa postavám ponúka na kúpu brnenie a munícia z neho vyrobená. Staršia generácia si toto vlákno spája s ochranným oblečením a športovým vybavením.
Stručne o pôvode
V dávnom roku 1975 bol na trhu prvýkrát uvedený materiál s názvom Kevlar a okamžite sa začal tešiť obrovskému dopytu, ktorý každým dňom rastie. Tento unikátny polymér bol získaný v laboratóriách svetoznámeho koncernu DuPont. Oficiálne sa za jeho tvorkyňu považuje chemička Stephanie Kwoleková.
V tom čase sa používal na pneumatiky ako výstužný materiál. Neskôr našiel uplatnenie v rôznych kompozitných materiáloch, športovom vybavení a káblových výrobkoch. Kevlarová tkanina sa začala používať na výrobu osobných ochranných prostriedkov.
Výroba kevlarovej tkaniny
Keď sa ľudia prvýkrát dozvedeli o tomto materiáli, mnohí sa pýtajú, z čoho vyrobiť kevlar. Na jeho získanie sa použije roztok chloridu vápenatého a metylpyrolidónu. Pridajú sa k nemu špeciálne činidlá, ktoré uvoľňujú nezvyčajnú látku s vlastnosťami tekutých kryštálov. Proces sa vykonáva pri nízkych teplotách.
Navonok je výsledný polymér drvina alebo gél, ktorý sa premyje a vysuší. Potom sa pretlačí cez zvlákňovacie trysky, v dôsledku čoho sa vytvoria vlákna, a následne sa získajú nite. Nie je ťažké uhádnuť, čo sú kevlarové nite. Získané vlákna sa skrútia do nití, ktoré už tvoria hotový výrobok. Potom sa druhýkrát pošlú do zrážacieho kúpeľa, premyjú sa a vysušia.
Upozorňujeme! Keďže výroba kevlaru je spojená so značnými ťažkosťami vrátane použitia kyseliny sírovej, je tento proces veľmi drahý.
Technické charakteristiky a vlastnosti
Technické vlastnosti a charakteristiky kevlaru sú skutočne jedinečné. Hlavnou vlastnosťou je vysoká mechanická pevnosť. Zároveň je hmotnosť a hustota relatívne nízka.
Kevlar je materiál s jedinečnou odolnosťou voči rozťahovaniu a samozhášacou schopnosťou. Zároveň nehoří ani sa netaví. Až pri teplotách nad 430 stupňov sa začína rozkladať. V dôsledku vystavenia vysokým teplotám nie okamžite, ale po určitom čase začína strácať svoju pevnosť.
Je odolný voči organickým rozpúšťadlám a korózii a má vysoký modul pružnosti. Pod vplyvom nízkych teplôt sa nielenže neznehodnocuje, ale naopak, stáva sa pevnejším. Je odolný voči rezu a má nízku špecifickú elektrickú vodivosť.
Oblasti použitia kevlaru
Napriek širokému použitiu a dopytu veľa ľudí nevie, čo je Kevlar. Hoci toto vysokopevnostné vlákno nachádza širokú škálu uplatnení už mnoho desaťročí.
Kevlar sa používa hlavne v oblastiach, kde sú dôležité nasledujúce vlastnosti:
- odolnosť proti opotrebovaniu;
- tepelná stabilita;
- nízka štrukturálna tvrdosť;
- výrazná ľahkosť;
- dobrá pevnosť pri nízkej hmotnosti.
Preto je logické, že kevlarová tkanina sa používa na výrobu osobných ochranných prostriedkov, rôzneho oblečenia pre vojenský personál a špeciálne jednotky.
Letecký priemysel
Vlastnosti kevlaru, aký je to materiál, sú v leteckom priemysle dobre známe. Používa sa pri výrobe množstva bezpilotných lietadiel na zabezpečenie ochrany.
Osobné ochranné prostriedky
Vďaka svojim mechanickým vlastnostiam sú kevlarové vlákna vhodné na výrobu osobných brnení. Vyrábajú sa z nich bojové prilby, nepriestrelné vesty a balistické masky na ochranu tváre.
Vďaka kevlarovému pancieru vytvárajú ozbrojené sily rôznych krajín špeciálne nepriestrelné masky a kukly pre posádky obrnených vozidiel. Okrem toho sa pomocou kevlaru vyrába pancier lietadlových lodí triedy Nimitz.
Nepriestrelné vesty z kevlarových vlákien sa právom považujú za vesty najvyššej kvality. Takéto brnenie dokáže poskytnúť ochranu pred letmými údermi chladných zbraní, oslabiť dopad striel a chrániť pred prenikaním a šírením úlomkov. Ochrana je zabezpečená vďaka jedinečnej ľahkosti, pevnosti a relatívnej odolnosti použitého materiálu.
Zároveň pri uprednostňovaní kevlarových výrobkov, ako sú nepriestrelné vesty, treba vziať do úvahy, že polymér má určité aspekty. Keďže pancier je mäkký, nebude schopný ochrániť pred strelou z prázdna alebo prenikajúcim úderom nožom alebo šidlom. Na takéto účely sa vyvíjajú špeciálne modely so špeciálnymi pevnými panelmi. Ďalšou nevýhodou je fotosenzitivita. Pri neustálom a dlhodobom vystavení slnečnému žiareniu sa materiál začína postupne zhoršovať.
Keďže kevlarová niť sa považuje za drahý materiál, k všeobecnej „kevlarizácii“ zatiaľ nedošlo. Iba ekonomicky rozvinuté krajiny si môžu dovoliť vybaviť svoje armády a jednotky taktilnými výrobkami z tohto materiálu.
Ochrana rúk
Taktické rukavice s kevlarovými platničkami sa používajú na ochranu rúk pred poškodením pri náraze do zubov nepriateľa, ako aj na výrazné zvýšenie nárazu. Takéto rukavice sa nazývajú aj moderným analógom boxerov. Takéto doplnky sú veľmi žiadané medzi zamestnancami špecializovaných jednotiek, ako aj medzi nadšencami extrémnych športov, outdoorových nadšencov a pouličných bojovníkov. Takáto popularita sa vysvetľuje ich trvanlivosťou, odolnosťou voči vlhkosti a poškodeniu, ako aj teplom. Ruky v takýchto rukaviciach budú plne chránené.
Športové vybavenie
Snowboardy, lode, pádla, lyže a športové prilby vyrobené z kevlaru sú ľahké a vysoko odolné. Športové potreby z tohto materiálu uprednostňujú amatérski aj profesionálni športovci.
Práve tento materiál pomáha minimalizovať prenos vibrácií a zabezpečuje odolávanie deformačným zaťaženiam bez poškodenia. Vďaka plasticite materiálu sú výrobky chránené pred rôznymi vážnymi poškodeniami, rozdrvením. Okrem toho je úplne bezpečný a spoľahlivý aj pri vplyve vysokých rázových zaťažení.
Kevlar sa okrem iného používa na výstelku niektorých pneumatík bicyklov. Minimalizuje riziko defektu. Vrstvy kevlaru sa pridávajú do rakiet na stolný tenis. To zvyšuje odraz a znižuje hmotnosť. Materiál sa používa na výrobu bezpečného oblečenia pre motocyklistov. Používa sa najmä ako náhrada plastových prvkov na ochranu ramien a lakťov.
Ďalšie oblasti použitia
Vysoké ukazovatele chemickej a mechanickej stability, ako aj pevnosť Kevlaru zabezpečujú jeho široké uplatnenie v rôznych oblastiach. Tento materiál sa považuje za jeden z najmodernejších v modernom svete.
Najčastejšie sa používa na nasledujúce účely:
- Ako výstužné vlákno - používa sa na to, aby bol materiál ľahký a pevný. Používa sa na spevnenie káblov a ich ochranu pred zlomením a natiahnutím.
- V procese výroby ortopedických protéz.
- Na výrobu lán sa výrobky vyznačujú odolnosťou voči korózii, spoľahlivosťou, nízkou hmotnosťou a nevodivosťou. Vďaka týmto vlastnostiam sa laná široko používajú v lodiarstve a baníctve, kde nahrádzajú oceľové laná.
- Na získanie hybridného materiálu nazývaného uhlík-kevlar sa používa na stavbu trupov lodí, ktoré sú schopné vyvinúť značné rýchlosti.
- Na výrobu najnovšieho superpevného stavebného materiálu nazývaného kevlarbetón - používa sa na výrobu dlažobných dosiek, fasádneho kameňa na steny, pomníky, obrubníky, schody a mnoho ďalšieho. Zároveň sú takéto stavebné materiály kvôli použitému kevlaru dosť drahé.
- Na výrobu rybárskeho vlasca - ak sa človek venuje rybolovu profesionálne, uprednostňuje iba kvalitné vybavenie. Kevlarová rukavica bude tiež nevyhnutná pre rybolov, najmä pri love sumca alebo šťuky.
- Na výrobu ochrany kľukovej skrine - poskytuje vysokú úroveň odolnosti voči mechanickému poškodeniu. Je tepelne stabilný a má vysoký stupeň odolnosti voči chemikáliám. Zároveň je kevlarový kompozit relatívne lacnejší.
Kevlarové vlákno sa dnes používa v rôznych oblastiach. Bez tohto materiálu si je takmer nemožné predstaviť pasívnu ochranu a nepriestrelné vesty a prilby už zachránili mnoho životov.
