Kevlar jest rodzajem tworzywa sztucznego o bardzo wysokiej wytrzymałości na rozciąganie. Cząsteczki są wyrównane równolegle do siebie i są bardzo ściśle związane, dzięki czemu materiał jest kuloodporny.

Człowiek z epoki kamienia używał drewna, liści, kamienia, soku drzewnego i metalu (ostatecznie) do swojego przetrwania. Stosujemy materace ze słomy, bawełny, pianki lub gumy, a czasem sprężyny metalowe. Ramy łóżek są zazwyczaj wykonane z drewna lub metalu. Poduszki składają się z piór, prześcieradła i poszewki na poduszki są bawełniane lub lniane, a grube koce zawierają warstwy tkaniny, a nawet elementy elektryczne do celów grzewczych. I to wszystko na jedną noc snu!

nie tylko nadal używamy wielu naturalnych materiałów, ale również używamy szerokiej gamy syntetycznych (wykonanych przez człowieka) materiałów. Tworzywa sztuczne są prawdopodobnie najbardziej znanym z tych materiałów syntetycznych i mają bardzo szeroki zakres zastosowań. Są one używane do produkcji toreb polietylenowych, plastikowych krzeseł, Tupperware, butelek i słomek do picia (wśród tysięcy innych przedmiotów), podczas gdy niezwykle mocne Tworzywa sztuczne, takie jak Kevlar, są używane do produkcji części do samolotów i materiałów kuloodpornych!

co to jest Kevlar?

Kevlar, jak wspomniano wcześniej, jest materiałem syntetycznym wytwarzanym przez firmę chemiczną DuPont. Z naukowego punktu widzenia Kevlar jest poli-para-fenelyne-tereftalamidem.

struktura Kevlaru: z czego wykonany jest Kevlar?

Kevlar jest polimerem, co oznacza, że ma jednostki powtarzające się i związane ze sobą, tworząc znacznie większą cząsteczkę. W przypadku Kevlaru powtarzające się jednostki tworzą łańcuchy. Łańcuchy te same ustawiają się równolegle do siebie, podobnie jak ciekłe kryształy (używane w produkcji telewizorów LCD), pokazując to, co jest znane jako zachowanie nematyczne. Łańcuchy są usieciowane wiązaniami wodorowymi, co nadaje materiałowi bardzo wysoką wytrzymałość na rozciąganie.

podstawowa struktura molekularna Kevlaru (fot.: cacicle/ Wikimedia Commons)

gdy polimer jest w bardzo skoncentrowanej formie na gorąco, jest przeciskany przez sito, co daje początek długim i grubym włóknom, które są wplecione w super sztywne maty lub arkusze. Materiał ten nazywa się teraz Kevlar.

gruby arkusz Kevlaru (Źródło zdjęcia: Membeth/Wikimedia Commons)

Kevlar ma wytrzymałość na rozciąganie około 8 razy większą niż drut stalowy. Wytrzymałość na rozciąganie to w zasadzie odporność oferowana przez materiał przed siłą zapobiegającą wydłużeniu.

jest to również stosunkowo lekki materiał, który jest tak mocny. Ma bardzo wysoką odporność na ciepło (rozkłada się przy około 450℃) i w przeciwieństwie do większości innych tworzyw sztucznych, nie topi się ani nawet nie rozszerza po ogrzewaniu. Jest również bardzo odporny na zimno i nie staje się kruchy w bardzo niskich temperaturach. Jest wysoce odporny na wszelkiego rodzaju ścieranie.

Kevlar występuje w wielu typach; głównie istnieją różne gatunki Kevlaru, które różnią się jakością. Najczęściej stosowanymi są Kevlar K29 i Kevlar K49.

w jakim celu stosuje się Kevlar?

zgodnie z oczekiwaniami, Kevlar jest używany do wielu rzeczy. Jego zastosowania przemysłowe obejmują stosowanie do produkcji węży, pasów i materiałów wzmacniających. Może być również używany do produkcji części samolotów, wspierania kadłubów statków i wzmacniania opon.

jest również stosowany w produkcji sprzętu sportowego, takiego jak kadłuby kajaków, Części do samochodów wyścigowych, deski snowboardowe, deskorolki i deski surfingowe, a także w produkcji sprzętu bezpieczeństwa, takiego jak rękawice i kaski do sportów motorowych.

najbardziej znany jest z produkcji kamizelek kuloodpornych, hełmów i innego lekkiego sprzętu wojskowego. Buty Do Jazdy Konnej, odzież przeciwpożarowa, kamizelki kuloodporne i ochraniacze również polegają na unikalnych właściwościach Kevlaru.

Kamizelka Kevlarowa (Zdjęcia: Wikipedia)

Ostatnio Firma Odzieżowa vollebak wykonała bluzę z włókien Kevlaru. Kaptur może dosłownie przetrwać ekstremalne temperatury, takie jak te na biegunach Marsa lub powierzchni Merkurego. Bluza z kapturem jest bardzo odporna na ścieranie i niemal niezniszczalna!

Kevlar: materiał kuloodporny

to, co sprawia, że pociski są tak niesamowicie szkodliwe, to ich bardzo duża prędkość. Oczywiście, prędkość waha się od pistoletu do pistoletu, ale wszystkie poruszają się dość szybko! Karabiny mają naboje o znacznie większej prędkości-a co za tym idzie większej sile przebicia – niż pociski wystrzeliwane z rewolwerów.

materiały kuloodporne działają poprzez pochłanianie energii kinetycznej oddanego strzału i rozpraszanie jej tak, że prędkość pocisku zmniejsza się do prawie zera, co zmniejsza siłę penetracji i zadawane obrażenia.

gdy pocisk uderzy w kamizelkę kevlarową, zostaje złapany w sieć silnych włókien, które absorbują i rozpraszają energię, drastycznie zmniejszając uderzenie pocisku. Dzieje się tak, ponieważ włókna są tak ciasno ułożone, że ich oddzielenie wymaga dużej ilości energii. Czasami kamizelka jest wystarczająco silna, aby spowodować kule, które go trafiły, aby stać się zniekształcone lub zgięte.

oczywiście im więcej warstw arkuszy Kevlaru, tym większa siła pochłaniania. W zależności od gatunku Kevlar używany i liczby warstw, kamizelki mogą być mniej lub bardziej kuloodporne.

Kamizelki te są również używane jako zbroja przeciwko nożom i sztyletom z podobnych powodów. Kolejną zaletą jest ich niewielka waga w porównaniu do ich stalowych odpowiedników, które były kiedyś noszone przez średniowiecznych rycerzy.

Kevlar jest oczywiście fantastycznym materiałem, ale ma pewne wady. Jest oczywiście bardzo drogi, ponieważ jest trudny do wykonania. Aby można było go używać bardziej publicznie i wyczerpująco, należy znaleźć nowe techniki w procesie produkcyjnym, które sprawią, że będzie on tańszy. Kevlar ma również słabą właściwość ściskania, więc należy wprowadzić innowacje, aby zwiększyć ten element tego materiału. Chociaż jego największą zaletą jest jego super-wysoka wytrzymałość na rozciąganie, to również sprawia, że niezdolny do elastyczności, co jest oczywiście bardzo ważne dla ruchu, gdy jest używany do kamizelki lub kombinezony ciała.

odkrycia i wynalazki nadal być wykonane w odniesieniu do kevlaru, ponieważ jest to bardzo ważny materiał i może mieć przełomowe zastosowania. Za wiele lat możesz nosić garnitury z Kevlaru na co dzień tylko dlatego, że jesteś niezdarną osobą, która zbyt często się przewraca. Twój samochód może mieć nawet zabezpieczone Kevlarem zderzaki.

teraz może wyprzedzam siebie, ale może kiedyś moglibyśmy bezpiecznie grać w Zderzaki w prawdziwym świecie!