Презентація на тему: "Кевлар"

Навколо так багато цікавого

Кевлар

Що таке кевлар?Спершу академічна довідка. Kevlar – це всього лише торгова марка фірми Du. Pont. У 1960 році в її лабораторіях було отримано речовину «арамід», з якого було зроблено волокно, з якого стало можливим сплести нитку, а потім і виткати тканину. Пізніше вона була випущено на ринок під маркою Kevlar. В даний час арамідні волокна виробляються по всьому світу під різними торговими марками. Ви напевно чули назву «кевлар». З нього шиють бронежилети, роблять каски. Чимало людей наділяють його майже надприродними здібностями, вважаючи унікальним матеріалом, що захищає від кульових поранень.

Від лялькових суконь до бронежилета. Винахідниця цього унікального волокна Стефані Кволек у дитинстві любила шити одяг для ляльок. Після школи вона здобула спеціальність хіміка в університеті Карнеггі, але мріяла про медицину. Щоб заробити кошти для навчання в університеті, 1946 року дівчина почала працювати у знаменитому концерні Du. Pont, і невдовзі зрозуміла, що її покликання – таки хімія.

"Я не кричала "Еврика", але знала, що зробила відкриття"Як часто буває, відкриття трапилося випадково. У 1964 році Кволек вирішувала цілком конкретне завдання - намагалася створити міцне волокно, яке замінить важкий сталевий корд у шинах. Кевлар – полімер, що існує тільки і виключно у формі волокна, – результат майже випадкового відкриття, зробленого в одній із лабораторій фірми Du. Pont.

„Я була не впевнена у результатах тестів, тому не сказала про них нікому, щоб не бентежитись за допущену помилку”Волокно відправили на тестування. Після того як Стефані побачила отримані результати, спочатку вона подумала, що прилад зламався - настільки високими були цифри. Винахідниця кілька разів повертала волокна на тестування, щоб переконатися у достовірності результатів. Але початкові цифри не змінилися, тести виявились вірними. Тоді вона оголосила про своє відкриття, а в компанії Du. Pont зрозуміли, що йдеться про волокна з великим потенціалом застосування. Абсолютно новий матеріал, новий полімер - кевлар, був випущений на ринок у 1975 році.

Кевлар Відкриття кевлару дуже важливий крок у світі полімерів. Його щільність (1,44 г/см3) менша, ніж у сталі (7,80 г/см3), але при рівній вазі зразків, кевлар міцніший на розрив у п'ять разів. Додаткова взаємодія між ароматичними кільцями у різних штабелях ще більше зміцнює полімер. Ось чому він розкладається лише за дуже високої температури 427-482°С. Оскільки назва „кевлар” – це торгова назва, далі оперуватимемо терміном „арамід”.

Властивості арамідних волокон. При контакті з вогнем та високими температурами це волокно не горить, не димиться і не плавиться; Арамід не токсичний і не вибухонебезпечний. Температура його терморозкладання становить 430-450 градусів Міцність арамідних волокон починає поступово знижуватися при нагріванні понад 150 градусів. При замерзанні арамід стає лише міцнішим, він здатний витримувати кріогенні температури (до -200 градусів)Цей матеріал є електроізолятором.

Властивості арамідних волокон. Дещо дешевше коштують захисні матеріали, армовані арамідними нитками, що надає їм стійкості до розриву та абразивного стирання. Такі тканини використовують для захисних вставок у робочому та спортивному одязі, рукавичок, а також як зносостійкі устілки. Тканина з араміду відрізняється м'якістю, гігроскопічності та здатністю до повітрообміну, і цілком комфортна при використанні. Щоправда, це не стосується одягу, призначеного для роботи в умовах відкритого вогню та високих температур. Для підвищення термостійкості покривають арамід алюмінієм. Матеріал із такого волокна надійно захищає від потужного теплового випромінювання, контакту з розпеченими до 500 градусів поверхнями, а також від бризок розжареного металу. Цей матеріал досить легкий – один метр тканини важить 30-60 г, і хоча він не дешевий, його чудові захисні властивості цілком виправдовують такі витрати.

Властивості арамідних волокон. Але в нього багато роботи в інших галузях: бронежилети, корд для шин, панелі та крила у винищувачах, бензинові цистерни для болідів „Формули-1”, судна та яхти. На міцних канатах та тросах з араміду, які до того ж не іржавіють, підвішують мости. З нього роблять вогнестійкі та міцні одяг та рукавички для пожежників. І це далеко не повний список. Звичайно, у араміда є і слабке місце - він гірше чинить опір стиску. Міцність його на стиск у десять разів менша, ніж на розрив. Тому арамід не підходить на роль будівельного матеріалу.

Застосування Своє застосування арамід знаходить у тих галузях, де вкрай важливими є стійкість до зносу і термічна стабільність, низька структурна жорсткість і максимальна легкість, а також відмінна міцність при низькій вазі. Тому не дивно, що цей матеріал припав до двору при виготовленні засобів індивідуального захисту, зокрема бронежилетів, шоломів.

Арамід: захист з комфортом. На сьогоднішній день виготовляється різний одяг з араміду, призначений не тільки для військовослужбовців і різних спецпідрозділів, але і для тих, хто обирає ультраактивний спосіб життя (полюванні або страйкбол). Звичайно, страйкболісту ні до чого арамідна броня з високим рівнем захисту та додатковими бронепластинами, а ось футболка зі спеціальними арамідними вставками буде доречною. Мабуть, найбільш популярними виробами з араміду можна вважати бронешлеми, тактичні рукавички і, звичайно, бронежилети. До речі, саме з цієї тканини й виготовляють засоби пасивного захисту, ухвалені на озброєння до НАТО.

Захист на руки. Тактичні рукавички з арамідом у вигляді захисних вставок на долонях і кісточках дозволяють значно посилити удар, зробивши його руйнуючим. Якщо враховувати міцність, теплоту та стійкість до вологи та пошкоджень, такі аксесуари останнім часом популярні не тільки у співробітників спеціалізованих підрозділів, а й у екстремалів, вуличних бійців, любителів активного способу життя.

Чи зупинить арамід і кулю і штик?Бронежилет з араміду по праву вважається одним із найбільш надійних засобів індивідуального пасивного захисту. Завдяки своїй унікальній легкості, міцності та відносній довговічності така „броня” здатна захистити власника від ковзаючих ударів холодної зброї та пом'якшити наслідки влучення куль, перешкоджаючи проникненню та розповсюдженню уламків. Вибираючи бронежилет, в основі якого використовується даний полімер, слід врахувати деякі нюанси, якими він наділений. Арамід – це м'яка броня, яка не врятує від пострілу в упор або удару, що проникає ножем або шилом, тому розроблені моделі зі спеціальними жорсткими панелями, покликаними додатково амортизувати удар.

У всіх свої мінуси. Недолікам араміду можна віднести світлочутливість - при тривалому перебуванні під сонячними променями диво-матеріал починає руйнуватися, хоч і дуже повільно. Оптимальним засобом запобігання стало вшивання елементів з арамідними нитками в щільнішу тканину. Ціна на вироби з параамідними нитками досить висока, тому оснащувати армію тактичними виробами з даного матеріалу можуть дозволити собі тільки розвинені в економічному плані країни.

У всіх свої мінуси. При намоканні арамідне волокно втрачає міцність майже в два рази. На щастя, про висиханні відновлює свої якості. Крім того з плином часу механічна міцність пропадає безворотно. Втім, процес цей йде не дуже швидко – більшість виробників дають гарантію на 5 років. А спеціальна обробка вирішує проблему з намоканням. Крім того арамідне волокно насилу піддається фарбуванню, тому практично завжди вироби з нього мають жовтий колір.

Суднобудуванння В останнє десятиліття кевлар набув поширення в суднобудуванні. Через технологічні складнощі та ціни на арамід, його застосовують вибірково. Наприклад, тільки в кільовій частині або швах. Лідером у виробництві яхт з араміду вважається Італійська верф Cranchi, яка виробляє яхти розміром від 11 до 21 метра.

Авіаційна промисловість. Кевлар застосовується у конструкції ряду безпілотних літальних апаратів (наприклад, RQ-11) підвищення захисту.

Спортивний інвентар. Кевлар використовується як внутрішній обкладки для деяких велосипедних шин, що веде до запобігання проколів. У Кюдо – японське мистецтво стрільби з лука – волокна кевлару можуть використовуватися під час створення тятиви. У цьому випадку матеріал виступає як альтернатива більш дорогим волокнам конопель. Цей матеріал найчастіше використовується для створення несучих тросів для парапланів.

Спортивний інвентар. У фехтуванні він використовується для створення захисних курток, штанів, нагрудників та елементів масок. Тенісні ракетки часто містять елементи з кевлару. Кевлар все частіше використовується у „пето” – м'якому покритті, яке захищає коней пікадорів на арені.

Звукове устаткуання. Кевлар має корисні акустичні властивості. В даний час тканини на його основі застосовуються при створенні дифузорів акустичних динаміків (низьких та середніх частот). Крім того, кевлар використовується як силовий елемент у волоконно-оптичних кабелях, таких як ті, які використовуються для передачі аудіо даних.

Струни Кевлар можна використовувати як акустичні ядра в струнах для струнних інструментів. Фізичні властивості кевлару надають струнам міцності, гнучкості та стабільності. На сьогоднішній день єдиним виробником цього виду струн є компанія Coda. Bow.

Барабани Іноді кевлар використовується як матеріал для маршових малих барабанів (зі струнами вздовж нижньої мембрани). Його використання дозволяє досягти дуже високого натягу, в результаті чого на виході маємо досить чистий звук. Як правило, кевлар покривають шаром смоли для герметичності, а поверх додається нейлоновий шар, щоб забезпечити плоску ударну поверхню.

Три факти, що запам’ятали

Чи маєте запитання?