Кевлар

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Структура кевлара. Прочность обеспечивается ковалентными связями - сплошные линии. Пунктиром указаны слабые водородные связи.

Кевла́р (англ. Kevlar) — торговая марка пара-арамидного (полипарафенилен-терефталамид) волокна, выпускаемого фирмой DuPont. Кевлар обладает высокой прочностью (в пять раз прочнее стали, предел прочности σ0= 3620 МПа). Впервые кевлар был получен группой Стефани Кволек в 1964, технология производства разработана в 1965 году, с начала 1970-х годов начато коммерческое производство.

Применение[править | править вики-текст]

Изначально материал разрабатывался для армирования автомобильных шин, для чего он используется и теперь. Кроме того, кевлар используют как армирующее волокно в композитных материалах, которые получаются прочными и лёгкими.

Кевлар используется для армирования медных и волоконно-оптических кабелей (нитка по всей длине кабеля, предотвращающая растяжение и разрыв кабеля), в диффузорах акустических динамиков и в протезно-ортопедической промышленности для увеличения износостойкости частей углепластиковых стоп.

Кевларовое волокно также используется в качестве армирующего компонента в смешанных тканях, придающего изделиям из них стойкость по отношению к абразивным и режущим воздействиям, из таких тканей изготовляются, в частности, защитные перчатки и защитные вставки в спортивную одежду (для мотоспорта, сноубординга и т. п.). Также он используется в обувной промышленности для изготовления антипрокольных стелек.

Средства индивидуальной бронезащиты[править | править вики-текст]

Фрагменты тканевополимерного бронешлема из кевлара, использованного для поглощения энергии взрыва ручной гранаты, Ирак, 2004. Личный состав отделения спасен, капрал Dunham, закрывший своим шлемом брошенную повстанцами гранату, погиб.

Механические свойства материала делают его пригодным для изготовления средств индивидуальной бронезащиты (СИБ) — бронежилетов и бронешлемов. Исследования второй половины 1970-х годов показали, что волокно марки кевлар-29 и его последующие модификации при использовании в виде многослойных тканевых и пластиковых (тканевополимерных) преград показывает наилучшее сочетание скорости поглощения энергии и длительности взаимодействия с ударником, обеспечивая тем самым относительно высокие, при данной массе преграды, показатели противопульной и противоосколочной стойкости[1]. Это одно из самых известных применений кевлара.

В 1970-е годы одним из наиболее значительных достижений в разработке бронежилетов стало применение армирующего волокна из кевлара. Разработка бронежилета из кевлара Национальным институтом правосудия США (англ. National Institute of Justice) происходила в течение нескольких лет в четыре этапа. На первом этапе волокно тестировалось, чтобы определить, способно ли оно остановить пулю. Второй этап заключался в определении количества слоев материала, необходимого для предотвращения пробивания пулями различного калибра и летящими с разной скоростью, и разработке прототипа жилета, способного защищать сотрудников от наиболее распространенных угроз: пуль калибра .38 Special и .22 Long Rifle. К 1973 году был разработан жилет из семи слоев волокна из кевлара для полевых испытаний. Было установлено, что при намокании защитные свойства кевлара ухудшались. Способность защищать от пуль также уменьшалась после воздействия ультрафиолета, в том числе солнечного света. Химчистка и отбеливатели также негативно сказывались на защитных свойствах ткани, также как и неоднократные стирки. Чтобы обойти эти проблемы, был разработан водостойкий жилет, имеющий покрытие из ткани для предотвращения воздействия солнечных лучей и других отрицательно влияющих факторов.

Судостроение[править | править вики-текст]

С начала 1990-х годов кевлар получил распространение в судостроении. Из-за технологических сложностей и цены на кевлар, его применяют выборочно. Например, только в килевой части или по швам. Многие производители (такие, как верфи BAIA Yachts, Blue water, Dolphin, Danish yacht, Zeelander Yachts), делая в год не очень большое количество яхт, планомерно переходят на использование кевлара. Одним из лидеров в производстве яхт из кевлара считается[кем?] итальянская верфь Cranchi, которая производит яхты из кевлара размером от 11 до 21 метра.

Авиационная промышленность[править | править вики-текст]

Кевлар применяется в конструкции ряда беспилотных летательных аппаратов (например, RQ-11[2]) для повышения защиты.

Температурные свойства[править | править вики-текст]

Кевлар сохраняет прочность и эластичность при низких температурах, вплоть до криогенных (−196°C), более того, при низких температурах он даже становится чуть прочнее.

При нагреве кевлар не плавится, а разлагается при сравнительно высоких температурах (430—480°C). Температура разложения зависит от скорости нагрева и продолжительности воздействия температуры. При повышенных температурах (более 150°C) прочность кевлара уменьшается с течением времени. Например, при температуре 160°C прочность на разрыв уменьшается на 10—20% после 500 часов. При 250°C кевлар теряет 50% своей прочности за 70 часов[3].

Литература и источники[править | править вики-текст]

  • О. Лисов. «Кевлар — перспективный материал военного назначения» // «Зарубежное военное обозрение», № 2, 1986. стр.89-90.

См. также[править | править вики-текст]

Логотип Викисловаря
В Викисловаре есть статья «кевлар»

Примечания[править | править вики-текст]

  1. «» (Ballistic materials and penetration mechanics ed.), Amsterdam: Elsevier Scientific Pub. Co., 1980, 0444419284, ISBN 0444419284, <http://openlibrary.org/books/OL4108590M/Ballistic_materials_and_penetration_mechanics> 
  2. Jeremiah Gertler. US unmanned aerial systems (3 января 2012) c.45
  3. KEVLAR Technical Guide