Содержание
Кевлар — это разновидность арамида, состоящая из длинных полимерных цепей с параллельной ориентацией. Кевлар получает свою силу от межмолекулярных водородных связей и ароматических взаимодействий между ароматическими группами в соседних цепях.
Эти взаимодействия намного сильнее, чем взаимодействие Ван-дер-Ваальса, обнаруженное в других синтетических полимерах и волокнах, таких как Dyneema. Присутствие солей и некоторых других примесей, особенно кальция, может мешать взаимодействиям цепей, и этого следует избегать в процессе производства.
Кевларовая ткань состоит из относительно жестких молекул, которые образуют плоскую пластинчатую структуру, похожую на протеин шелка. Эти свойства обуславливают его высокую механическую прочность и замечательную термостойкость. Поскольку он сильно не насыщен, так как отношение атомов углерода к водороду довольно велико, имеет низкую горючесть.
Вода, попадающая внутрь волокна, может занимать место связи между молекулами и снижать прочность материала, в то время как доступные группы на поверхности обеспечивают хорошие смачивающие свойства. Это важно для связывания волокон с другими типами полимеров с образованием пластика, армированного волокнами.
Это же свойство также делает волокна более естественными и «липкими» по сравнению с неполярными полимерами, такими как полиэтилен. Это важно для связывания волокон с другими типами полимеров с образованием пластика, армированного волокнами.
В конструкционных приложениях волокна кевлара могут быть связаны друг с другом или с другими материалами для образования композита. Основные недостатки кевлара в том, что он разлагается в щелочных условиях или под воздействием хлора. Хотя оно может иметь большую прочность на разрыв, иногда превышающую 4,0 ГПа, как и все волокна, оно имеет тенденцию к короблению при сжатии.
Преимущества
- Он прочный, но относительно легкий.
- В отличие от большинства пластиков, он не плавится: он достаточно хорошо выдерживает температуры и разлагается только при ~ 450 ° C (850 ° F).
- Кевлар может воспламениться, но горение обычно прекращается при удалении источника тепла.
- Очень низкие температуры не влияют на кевлар. Нет заметного охрупчивания или разрушения до -196 ° C (-320 ° F), что делает его идеальным для арктических условий.
- Как и другие пластмассы, длительное воздействие ультрафиолета (например, солнечного света) вызывает обесцвечивание и некоторую деградацию волокон.
- Кевлар может противостоять атакам многих различных химикатов, хотя длительное воздействие сильных кислот или оснований со временем ухудшит его.
- Кевлар остается практически неизменным после воздействия горячей воды в течение более 200 дней, и его свойства практически не зависят от влаги.
Использования
Мировое признание волокна марки Kevlar как высокоэффективного материала, помогающего защитить человеческую жизнь, выходит далеко за рамки бронежилетов, используемых военными и правоохранительными органами.
Уникальное сочетание свойств делает его лучшим выбором для постоянно растущего числа областей применения, где снижение веса, повышение прочности и устойчивости к коррозии приводит к значительному повышению безопасности и эффективности.
Сегодня кевлар используется во всем: от деталей самолетов до усиленных конструкций подвесных мостов и кабелей подвесных мостов до волоконно-оптических кабелей, не говоря уже о различных потребительских товарах.
