Kevlar on muovilaji, jonka vetolujuus on erittäin suuri. Molekyylit ovat samansuuntaisia keskenään ja ovat hyvin tiukasti sidottuja, mikä tekee materiaalista luodinkestävän.

kivikauden ihminen käytti puuta, lehtiä, kiveä, puun mahlaa ja metallia (lopulta) niiden säilymiseen. Käytämme oljesta, puuvillasta, vaahdosta tai kumista valmistettuja patjoja ja joskus metallijousia. Sängyn rungot on tyypillisesti valmistettu puusta tai metallista. Tyynyt koostuvat höyhenistä, lakanat ja tyynynpäälliset ovat puuvillaa tai pellavaa, ja paksuissa peitoissa on kangaskerroksia ja jopa sähkökomponentteja lämmitystä varten. Ja siinä kaikki yhden yön unesta!

paitsi että käytämme edelleen monia luonnonmateriaaleja, myös paljon synteettisiä (ihmisen valmistamia) materiaaleja. Muovit ovat ehkä huomattavin näistä synteettisistä materiaaleista, ja niillä on hyvin laaja käyttökohde. Niistä valmistetaan polyeteenipusseja, muovituoleja, Tupperware-astioita, pulloja ja juomapillejä (tuhansien muiden tuotteiden joukossa), kun taas erittäin vahvoja muoveja, kuten Kevlar, käytetään lentokoneiden osien ja luodinkestävien materiaalien valmistukseen!

mikä on Kevlar?

Kevlar, kuten aiemmin mainittiin, on DuPont-nimisen kemianyhtiön valmistamaa synteettistä materiaalia. Tieteellisesti kevlar on pohjimmiltaan poly-para-fenelyyni-tereftaaliamidi.

kevlarin rakenne: mistä Kevlar on tehty?

Kevlar on polymeeri, eli siinä on yksiköitä, jotka toistuvat ja sitoutuvat yhteen muodostaen paljon suuremman molekyylin. Kevlarin tapauksessa toistuvat yksiköt muodostavat ketjuja. Nämä ketjut ovat samansuuntaisia keskenään, aivan kuten nestekiteet (joita käytetään LCD-televisioiden valmistuksessa), jotka osoittavat niin sanottua nemaattista käyttäytymistä. Ketjut on ristisidottu vetysidoksilla, mikä antaa aineelle sen superkorkean vetolujuuden.

kevlarin molekyylirakenne (Photo Credits: cacycle/Wikimedia Commons)

kun polymeeri on hyvin ja kuumassa tiivistetyssä muodossa, se pakotetaan seulan läpi, jolloin syntyy pitkiä ja paksuja kuituja, jotka kudotaan superjäykiksi matoiksi tai lakanoiksi. Tätä materiaalia kutsutaan nykyään Kevlariksi.

paksu Kevlar-arkki (Kuva: Membeth/Wikimedia Commons)

kevlarin vetolujuus on noin 8 kertaa suurempi kuin teräslangan. Vetolujuus on periaatteessa materiaalin tarjoama vastus venymisen estävää voimaa vastaan.

se on myös suhteellisen kevyt painoltaan niin vahvaksi materiaaliksi. Sillä on erittäin korkea lämmönkestävyys (hajoaa noin 450℃: ssa), ja toisin kuin useimmat muut muovit, se ei sula tai edes laajene kuumennettaessa. Se kestää myös hyvin kylmää eikä haurastu kovin matalissa lämpötiloissa. Se kestää hyvin kaikenlaista hankausta.

kevlaria on monenlaisia; pääasiassa kevlaria on eri laatuluokkia, joiden laatu vaihtelee. Yleisimmin käytetyt ovat Kevlar K29 ja Kevlar K49.

mihin kevlaria käytetään?

odotetusti kevlaria käytetään moniin asioihin. Sen teollisia käyttökohteita ovat letkujen, vöiden ja raudoitusmateriaalien valmistus. Sitä voidaan käyttää myös lentokoneiden osien valmistukseen, laivojen runkojen tukemiseen ja renkaiden vahvistamiseen.

sitä käytetään myös urheiluvälineiden, kuten kanoottien runkojen, kilpa-autojen osien, lumilautojen, rullalautojen ja lainelautojen, sekä turvavarusteiden kuten hanskojen ja moottoriurheilukypärien valmistuksessa.

tunnetuimmin sitä käytetään luotiliivien, kypärien ja muiden kevyiden sotavarusteiden valmistuksessa. Myös ratsastuskengät, palontorjuntavaatteet, luotiliivit ja vartalotyynyt luottavat kevlarin ainutlaatuisiin ominaisuuksiin.

Kevlar-liivi (kuvatekstit: Wikipedia)

hiljattain vollebak-niminen ulkoiluvaateyhtiö teki hupparin Kevlar-kuiduista. Huppari voi kirjaimellisesti selvitä äärimmäisistä lämpötiloista, kuten Marsin napojen tai Merkuriuksen pinnan lämpötiloista. Huppari kestää hyvin kulutusta ja on lähes tuhoutumaton!

Kevlar: luodinkestävä materiaali

mikä tekee luodeista niin uskomattoman vahingollisia, on niiden erittäin suuri nopeus. Nopeus vaihtelee tietysti aseesta toiseen, mutta ne kaikki liikkuvat aika nopeasti! Kivääreissä on luoteja, joilla on paljon suurempi nopeus – ja siten läpäisevämpi voima – kuin revolvereista ammutuilla luodeilla.

luodinkestävät materiaalit toimivat imemällä ammutun luodin liike-energiaa ja haihduttamalla sitä niin, että luodin nopeus laskee lähes nollaan, mikä vähentää syntyvää läpitunkevaa voimaa ja vaurioita.

kun luoti osuu Kevlar-liiviin, se jää kiinni vahvojen kuitujen verkkoon, joka imee ja haihduttaa energiaa vähentäen rajusti luodin iskua. Tämä johtuu siitä, että kuidut ovat niin tiukasti rivissä, että niiden erottamiseen kuluu paljon energiaa. Joskus liivi on niin vahva, että siihen osuneet luodit vääntyvät tai vääntyvät.

mitä enemmän Kevlar-arkkia on, sitä suurempi on absorptioteho. Riippuen käytetyn kevlarin laadusta ja kerrosten määrästä, liiveistä voidaan tehdä enemmän tai vähemmän luodinkestäviä.

näitä liivejä käytetään vastaavista syistä myös haarniskana veitsiä ja tikareita vastaan. Toinen lisäetu on niiden keveys verrattuna niiden teräksisiin vastineisiin, joita keskiajan ritarit aikoinaan käyttivät.

Kevlar on ilmiselvästi fantastinen materiaali, mutta siinä on tiettyjä haittoja. Se on tietenkin hyvin kallista, koska sitä on vaikea tehdä. Jotta sitä voitaisiin käyttää julkisesti ja kattavammin, valmistusprosessiin on löydettävä uusia tekniikoita, jotka tekevät siitä halvempaa. Kevlarilla on myös huono puristusominaisuus, joten innovaatioita on tehtävä tämän materiaalin tämän elementin lisäämiseksi. Vaikka sen suurin etu on sen erittäin korkea vetolujuus, tämä tekee siitä myös kykenemättömän joustavuuteen, mikä on luonnollisesti erittäin tärkeää liikkeen kannalta, kun sitä käytetään liivien tai vartalopukujen valmistukseen.

löydöt ja keksinnöt ovat edelleen tehty koskien Kevlar, koska se on erittäin tärkeä materiaali ja voi olla uraauurtavia sovelluksia. Monen vuoden päästä saatat käyttää Kevlar-pukuja päivittäin vain siksi, että olet kömpelö ihminen, joka kaatuu liian usein. Autossasi voi olla jopa Kevlar-suojatut Puskurit.

nyt saatan mennä asioiden edelle, mutta ehkä jonain päivänä voisimme turvallisesti pelata törmäilyautoja oikeassa maailmassa!