Кевлар - что это такое? Материал кевлар. Производство кевлара. Производство кевлара
2QM.ru: Кевлар - что это такое? Материал кевлар. Производство кевлара
У каждого поколения, живущего в ту или иную временную эпоху, свои правила и устои, требования к мобильности и качеству жизни. Соответственно, за ускорением научно-технического прогресса во всех отраслях следует и повышение общего темпа, а новое время диктует свои правила. Так что своеобразная мода на вещи с включением кевларовых нитей коснулась не только специализированных подразделений, в том числе и военных, но и обычных обывателей, которые ценят свою безопасность и любят комфорт.
Содержание статьи
Кевлар: что это такое?
Прочные кевларовые волокна давно вплелись в структуру разработок в автомобильной, строительной, военной отраслях промышленности, частично вытеснив менее прочную и практичную сталь. «Сотканный» из органических нитей материал стал просто незаменимым благодаря своим уникальным характеристикам. Итак, теперь подробно рассмотрим вопрос о том, кевлар - что это, и узнаем историю его появления.
Вкратце о возникновении
Новый полимер в каком-то смысле стал «ребенком» его величества Случая, родившись в лабораториях компании Dupont, которая уже на тот момент имела в своем активе изобретение такого материала, как нейлон. Тогда, в 1964-м, исследовательская группа искала решение, как заменить стальной корд в автомобильных шинах на значительно более легкие полимерные нити, например полиарамидные. Соответственно, занятие было не из простых, поскольку полиарамиды предварительно необходимо растворить (что само по себе нелегкое дело), а уже затем из получившейся массы «прясть» нити. Положительного результата удалось достичь Стефани Кволек. Она сумела получить волокна исключительной прочности, которые после тестирования показали ошеломляющие результаты - новая нить оказалась прочнее стали.
Но это было лишь начало блестящей истории этого материала. Ткань кевлар появилась на рынке в 1975 году, и с того времени на недостаток спроса жаловаться не приходится. А он рождает производство, так что Dupont не останавливается на достигнутом. Компания осуществляет заметные финансовые вливания, направленные на то, чтобы модернизировать запатентованный материал кевлар и наделить его улучшенными характеристиками.
Состояние на сегодня
Теперь перейдем к нашему времени. Современный кевлар - что это? А это на удивление легкий и мягкий материал, который в огне не горит и даже почти не тлеет, влагу прекрасно впитывает, позволяя кожным покровам «дышать», а при этом по своей прочности превосходит сталь в разы, выдерживая нагрузку на разрыв в пределах 2500 Н. Да и обработка ткани достаточно легка и не требует узкопрофильного оборудования.
Как производят
Волокнообразующие полимеры производятся при низкой температуре путем поликонденсации в растворе. К последнему добавляют реагенты и интенсивно перемешивают. Из этого раствора выделяется полимер в виде крошки или геля. Далее его промывают и высушивают. Затем полимер растворяют в сильных кислотах (например, в серной). Из получившегося раствора методом экструзии формируются нити и волокна. Они промываются и просушиваются.
Кевларовые волокна – кристаллизующий полимер. Их структура отличается высокой степенью жесткости. Это обусловлено наличием бензольных колец. По структуре кевлар относится к сетчатым полимерам. Производится он в виде технических нитей, имеющих различную линейную плотность и структуру. Количество волокон в нитях может быть разным: от 130 до 1000 при производстве кевларовой ткани и от 500 до 10 тыс. при изготовлении корда и канатов. Этот материал выпускается в виде ровинга, ткани и пряжи. Волокна непрозрачны, их средний диаметр – 11 мкм.
Сферы применения
Свое применение кевлар находит в тех отраслях, где крайне важны стойкость к износу и термическая стабильность, низкая структурная жесткость и максимальная легкость, а также отличная прочность при низком весе. Поэтому неудивительно, что этот материал пришелся «ко двору» при изготовлении средств индивидуальной защиты, в частности бронежилетов, шлемов.
Кевлар: защищаемся с комфортом
На сегодняшний день изготавливается различная одежда из кевлара, предназначенная не только для военнослужащих и различных спецподразделений, но и для тех, кто выбирает ультраактивный образ жизни и помешан на той же охоте или страйкболе. Конечно, страйкболисту ни к чему кевларовая броня с высоким уровнем защиты и дополнительными бронепластинами, а вот футболка со специальными кевларовыми вставками будет весьма уместной. К тому же, такие элементы легко скрыть под верхней одеждой, да и подходящие по дизайну модели разработаны.
Пожалуй, наиболее популярными изделиями из кевлара можно считать бронешлемы, тактические перчатки и, конечно же, бронежилеты. Кстати, именно из этой ткани и изготавливают средства пассивной защиты, принятые на вооружение в НАТО.
Защита на руки
Тактические перчатки с кевларом в виде защитных вставок на ладонях и костяшках позволяют не только защитить руку от повреждений при столкновении, например, с зубами противника, но и значительно усилить удар, сделав его сокрушающим. Такой своеобразный современный аналог кастета. Если учитывать прочность, теплоту и устойчивость к влаге и повреждениям, такие аксессуары в последнее время популярны не только у сотрудников специализированных подразделений, но и у экстремалов, уличных бойцов, любителей активного образа жизни. Также они пользуются спросом у тех, у кого темные улицы родного населенного пункта вызывают вполне обоснованные опасения.
И пулю, и штык... остановит ли кевлар?
Бронежилет из кевлара по праву считается одним из наиболее надежных средств индивидуальной пассивной защиты. Благодаря своей уникальной легкости, прочности и относительной долговечности такая «броня» способна защитить владельца от скользящих ударов холодного оружия и смягчить последствия попадания пуль, препятствуя проникновению и распространению осколков.
Выбирая бронежилет, в основе которого используется данный полимер, следует учесть некоторые нюансы, которыми он наделен. Кевлар - что это? Мягкая броня, которая не спасет от выстрела в упор или проникающего удара ножом или шилом, поэтому разработаны модели со специальными жесткими панелями, призванными дополнительно амортизировать удар.
У всех свои минусы
К недостаткам кевлара можно отнести светочувствительность - при длительном пребывании под солнечными лучами чудо-материал начинает разрушаться, хоть и очень-очень медленно. Оптимальным средством предохранения стало вшивание элементов с кевларовыми нитями в более плотную ткань.
Цена на изделия с параамидными нитями достаточно высока, и именно это препятствует всеобщей «кевларизации». Оснащать армию тактическими изделиями из данного материала могут себе позволить только развитые в экономическом плане страны.
В завершение
На сегодняшний день крайне сложно представить пассивную защиту без кевларовых волокон, а выполненные из такой ткани бронежилеты и шлемы, каски спасли множество жизней. Поэтому создателям есть чем гордиться. А изготовителям нужно расширять производство кевлара и постоянно улучшать характеристики его качества.
2qm.ru
«Русское арамидное волокно - одно из лучших в мире» в блоге «Инновации»
Все знают, что обычную нитку легче порвать резким рывком. Однако есть совершенно другие нити — высокотехнологичные, в которых при резком воздействии внешней силы на разрыв, в том числе со скоростью полёта пули или осколка, значительно увеличивается прочность (эта прочность называется динамической). Только Россия обладает технологией производства таких арамидных волокон. Ткань русар (иногда её называют арус) из этих нитей. Она используется в производстве средств индивидуальной защиты и признана специалистами одной из лучших в мире.Недавно в «Армокоме» смогли улучшить характеристики этого изделия, и так обладавшего неоспоримыми преимуществами в сравнении с зарубежными аналогами, изготовив шлем 6Б7-1ММ. При сохранении прежних защитных свойств его масса — всего 1 кг!
— Когда мы начали разработку средств индивидуальной защиты из дискретно-тканевой брони, то высокой динамической прочности изготавливаемых ОАО «Каменскволокно» арамидных нитей не придавали особого значения, — говорит генеральный директор Центра высокопрочных материалов «Армоком», лауреат Государственной премии СССР и премии Правительства РФ, доктор технических наук, профессор Евгений Харченко. — Для нас это свойство казалось чем-то само собой разумеющимся, очевидным, характерным для арамидных волокон. Вывод об уникальности нашей арамидной нити сделали американские исследователи, сравнивая её с аналогами, производимыми в США. Они пытались понять, почему бронежилеты и шлемы из кевлара зачастую уступают изделиям из русара…
ВЗГЛЯД ИЗ-ЗА ОКЕАНА
Заказчиком исследования выступил Пентагон в лице отвечающего за экипировку военнослужащих армии США генерала, доктора Джеймса Кинга Зенга. Возможностей для этого у американского военного ведомства было, по-видимому, предостаточно — и финансовых, и технических, и организационных. Да и вообще масштабы военных исследований в США потрясают воображение. Например, по данным интернет-портала Defence Talk, только на управление военно-морских исследований США работают учёные из 50 штатов, 70 стран, специалисты 1.035 высших учебных заведений…
В научной статье, где американцы описывали результаты исследования свойств нити русар, было указано, что эта нить по динамической прочности превосходит знаменитый зайлон, не говоря уже о кевларе. Авторы задаются вопросом, как мягкая текстильная бронепанель из арамидной нити русар при поверхностной плотности на 27 процентов ниже, чем у панели из кевлара, может обладать баллистической стойкостью на 12 процентов выше. Именно такие данные получены в декабре 2007 года в испытательной лаборатории г. Вичита, штат Канзас, США.
В сентябре и декабре 2008 года были проведены повторные испытания бронепанелей из нитей русар и тканей из этих нитей других партий. Стабильность результатов испытаний осталась на прежнем высоком уровне для всей гаммы имитаторов осколков и пуль.
Впрочем, о выдающихся свойствах русара в Америке узнали раньше, чем проводились вышеупомянутые исследования. Российские баллистические ткани из волокон русар многократно испытывались и в других американских, а также в британских и германских лабораториях, где показали рекордные результаты сравнительно с лучшими зарубежными аналогами.
Возможно, поэтому фирма «Алкеми Технолоджи», которая ведёт маркетинговые исследования на зарубежном баллистическом рынке, присвоила баллистическим изделиям из нити русар марку AuTx (Аутекс). Aurum (Au) в переводе с латинского — золото.
Естественно, западные производители арамидных тканей сразу же встали на защиту реноме своего продукта. В 2006 году производитель кевлара фирма «Дюпон», а в 2008-м — производитель тварона компания «Тейджин Арамид» настойчиво пытались убедить специалистов по баллистике в нестабильности и неблагоприятных побочных эффектах русара. Однако учёные из университета г. Лидс (Великобритания) пришли в результате исследований к другому выводу: нить русар в 2-2,5 раза стабильнее тварона и кевлара.
Чего только ни делали исследователи, чтобы сопоставить американские и российскую арамидную нить. Даже кипятили в воде в течение 300 часов! Столь долгое кипячение понизило исходную прочность кевлара и тварона до 60 процентов, а у русара — всего лишь на 10 процентов.
В октябре 2007 года вышла в эфир передача телеканала «Дискавери» о том, как в Соединённых Штатах производятся и испытываются полицейские бронежилеты. Эксперт по баллистике крупнейшей американской компании по производству средств бронезащиты Armor Holdings Брюс Вебер рассказал, какие материалы используются при создании средств бронезащиты. Описывая конструкцию самого эффективного бронежилета линейки АВА, разработчик продемонстрировал российские арамиды саржевого переплетения и подтвердил факт использования арамидной ткани российского производства AuTx.
Каким образом наша ткань оказалась в США на снабжении полиции?
По официальным данным Федеральной таможенной службы РФ, экспорт российского арамидного волокна составил 30,3 т в 2006 году, 54,1 т в 2007-м, 22,5 т в 2008 году, 23,8 т в 2009-м. И в 2010-м, и за 11 месяцев 2011 года объём поставок также превысил 20 т. Львиную долю волокна приобрела итальянская компания Pro Systems для его переработки в баллистические ткани под торговой маркой Artec. Затем Artec приобретают ведущие производители средств индивидуальной защиты в Соединённых Штатах, Израиле и ряде европейских стран и используют его при создании экипировки, так сказать, элитного класса. И, кстати, указывают на применение арамидной ткани Artec в топовой линейке своей продукции на собственных веб-сайтах.
Баллистические бронематериалы на основе тканей русар были представлены на испытания для новой модификации основного бронежилета армии США типа JOTV и показали преимущество над штатным материалом в широком диапазоне поражающих средств — от 10 до 16 процентов. И лишь по американскому закону, известному как «ограничение Бери», этот российский материал не стал объектом экспорта в США. Вот поэтому-то генералу Зенгу и надо было любыми способами раскрыть секрет русара.
«Как это удалось русским? — удивлялся, наверное, генерал Зенг. — Как они сумели получить такие фантастические результаты? За счёт нити, ткачества или комбинации того и другого плюс конструкции самой бронепанели?»
Не знаю, получил ли американский генерал ответ на эти вопросы. Во всяком случае таких же великолепных, как русар, материалов с клеймом Made in USA пока не появилось. И Россия однозначно остаётся лидером в производстве средств индивидуальной защиты из русара. Это подтверждается и результатами наших испытаний.
ПРОВЕРЕНО В РОССИИ
Так, на Ржевском полигоне в 2009 году прошли испытания нескольких типов бронешлемов производства США, ЮАР и 4 типов общевойсковых бронежилетов производства США, Украины, захваченных в качестве трофеев на Кавказе в августе 2008 года. Испытания показали, что по совокупности основных характеристик отечественные шлемы не уступают зарубежным, но при этом исследователи отметили большую площадь защиты и меньшую массу отечественных композитных бронешлемов первого поколения, принятых на снабжение около 15 лет назад.
В 2002 году исследовательским центром Natick были разработаны и приняты на вооружение армией США композитные шлемы последнего поколения Advanced Combat Helmet (ACH), которые должны были заменить шлемы PASGT. Массовая закупка шлемов началась в августе 2005 года, и к настоящему времени таких шлемов закуплено не менее 900 тысяч штук. Шлем ACH сделан из нового типа арамидного волокна кевлар, который обеспечивает улучшенную баллистическую и противоударную защиту. Испытания, которые проводились нашими специалистами, показывают, что шлем выдерживает попадание 9-мм пистолетной пули со скоростью 442 м/с и имеет рекордную противоосколочную стойкость среди аналогов (по некоторым данным, до 739 м/с). Кроме того, ACH несколько легче PASGT — его вес 1,36 кг.
Однако у него есть один существенный недостаток: на 8 процентов меньшая площадь защиты, чем у PASGT, за что военные эксперты США подвергают это изделие серьёзной критике. Главным недостатком нового шлема они считают большие вырезы в задней части и с боковых сторон головы, что может привести к увеличению черепно-мозговых травм на 30 процентов. По информации заслуживающего доверие источника, только через один госпиталь в Ираке уже прошли 160 военнослужащих США с такими ранениями.
Аналогичными недостатками обладает и новейший израильский шлем R-ACH, который при несколько меньшей массе, 1,3 кг, имеет площадь защиты не более 10,5 дм2 и противоосколочную стойкость около 670 м/с.
При обстреле этого шлема из пистолета ПМ и стандартным имитатором осколка массой 1,1 г возникает очень значительное повреждение и камуфлирующего покрытия, и наружных слоёв защитной структуры. При таком же обстреле отечественного шлема 6Б7- 1М повреждений значительно меньше.
В последние годы небывалый ажиотаж поднят вокруг французского боевого комплекта Felin. Защитный шлем из этого комплекта тоже изучили наши специалисты — поэлементно на выставке МАКС-2009. И выяснили, что он изготовлен из композита на основе полиэтиленового волокна, обладает большей площадью защиты, чем американский ACH (около 12,5 дм2), однако имеет меньшую, чем АСН, противоосколочную стойкость — 680 м/с. Главным недостатком шлема Felin по сравнению с лучшими отечественными шлемами 6Б27 и 6Б7-1М, стоящими на вооружении Российской армии, является существенно меньшая защита боковой проекции головы.
В соответствии с указаниями начальника Генерального штаба Вооружённых Сил РФ — первого заместителя министра обороны РФ генерала армии Николая Макарова Главным командованием Сухопутных войск совместно с заинтересованными органами военного управления недавно были проведены оценочные испытания боевой экипировки отечественного и иностранного производства. Для их проведения российские оборонные предприятия предоставили более 200 образцов. Испытывался и 41 элемент боевой экипировки, стоящий на снабжении в иностранных армиях. Эксплуатационные характеристики изделий проверялись как в ходе занятий по боевой подготовке, так и на лабораторной базе ЦНИИТОЧМАШ (г. Климовск). Разумеется, были оценены в том числе и шлемы — как с точки зрения удобства эксплуатации, так и по пулестойкости. Проверки показали, что иностранные средства индивидуальной защиты в сравнении с отечественными имеют равные защитные характеристики. При этом масса отечественных бронежилетов на 2 кг, а бронешлемов — на 300–400 г меньше.
Кроме того, в иностранных шлемах был выявлен ряд эксплуатационных недостатков. В креплениях применяются пластиковые и металлические элементы, которые касаются лица, что в условиях низких температур будет приводить к обморожению участков кожи. Используемые в шлемах США и ФРГ подтулейные устройства не обеспечивают достаточной вентиляции подтулейного пространства.
— По результатам испытаний серийные бронешлемы 6Б7-1М нашими специалистами уже улучшены, — рассказал «Красной звезде» начальник испытательной лаборатории Центра «Армоком» полковник запаса Олег Фаустов. — Новый общевойсковой шлем 6Б7-1ММ для «царицы полей» пехоты и других родов войск имеет специальную крепёжную систему для установки радио- и навигационных приборов, видео- и инфракрасных камер, приборов ночного видения и других, в нём более удобное регулируемое подтулейное устройство. К тому же при сохранении прежних защитных свойств он стал ещё легче. У изделия три размера, при этом шлем малого размера весит меньше 1 кг! Наконец, в отличие от иностранных шлемов наш обладает положительной плавучестью, то есть не тонет в воде.
* * *
В последнее время к нашей оборонной промышленности предъявлялось немало претензий — и по техническим характеристикам производимых ею изделий, и по их стоимости. Многие из них были обоснованными, ведь покупать для нужд армии и флота образцы техники и вооружения вчерашнего дня да ещё по завышенной цене — значит наносить ущерб нашей обороноспособности.
Однако большой ошибкой было бы полагать, что наша «оборонка» уже ни на что не способна. Разработанными под руководством профессора Харченко бронешлемами и другими средствами индивидуальной защиты, в том числе из уникальных волоконно-композитных материалов на основе русара, мы вправе гордиться. Эти изделия — кстати, защищающие в контртеррористических операциях и спецназ ФСБ России, — высшей пробы!
sdelanounas.ru
что это такое? Материал кевлар. Производство кевлара
Дом и семья 6 ноября 2014У каждого поколения, живущего в ту или иную временную эпоху, свои правила и устои, требования к мобильности и качеству жизни. Соответственно, за ускорением научно-технического прогресса во всех отраслях следует и повышение общего темпа, а новое время диктует свои правила. Так что своеобразная мода на вещи с включением кевларовых нитей коснулась не только специализированных подразделений, в том числе и военных, но и обычных обывателей, которые ценят свою безопасность и любят комфорт.
Кевлар: что это такое?
Прочные кевларовые волокна давно вплелись в структуру разработок в автомобильной, строительной, военной отраслях промышленности, частично вытеснив менее прочную и практичную сталь. «Сотканный» из органических нитей материал стал просто незаменимым благодаря своим уникальным характеристикам. Итак, теперь подробно рассмотрим вопрос о том, кевлар - что это, и узнаем историю его появления.
Вкратце о возникновении
Новый полимер в каком-то смысле стал «ребенком» его величества Случая, родившись в лабораториях компании Dupont, которая уже на тот момент имела в своем активе изобретение такого материала, как нейлон. Тогда, в 1964-м, исследовательская группа искала решение, как заменить стальной корд в автомобильных шинах на значительно более легкие полимерные нити, например полиарамидные. Соответственно, занятие было не из простых, поскольку полиарамиды предварительно необходимо растворить (что само по себе нелегкое дело), а уже затем из получившейся массы «прясть» нити. Положительного результата удалось достичь Стефани Кволек. Она сумела получить волокна исключительной прочности, которые после тестирования показали ошеломляющие результаты - новая нить оказалась прочнее стали.
Но это было лишь начало блестящей истории этого материала. Ткань кевлар появилась на рынке в 1975 году, и с того времени на недостаток спроса жаловаться не приходится. А он рождает производство, так что Dupont не останавливается на достигнутом. Компания осуществляет заметные финансовые вливания, направленные на то, чтобы модернизировать запатентованный материал кевлар и наделить его улучшенными характеристиками.
Видео по теме
Состояние на сегодня
Теперь перейдем к нашему времени. Современный кевлар - что это? А это на удивление легкий и мягкий материал, который в огне не горит и даже почти не тлеет, влагу прекрасно впитывает, позволяя кожным покровам «дышать», а при этом по своей прочности превосходит сталь в разы, выдерживая нагрузку на разрыв в пределах 2500 Н. Да и обработка ткани достаточно легка и не требует узкопрофильного оборудования.
Как производят
Волокнообразующие полимеры производятся при низкой температуре путем поликонденсации в растворе. К последнему добавляют реагенты и интенсивно перемешивают. Из этого раствора выделяется полимер в виде крошки или геля. Далее его промывают и высушивают. Затем полимер растворяют в сильных кислотах (например, в серной). Из получившегося раствора методом экструзии формируются нити и волокна. Они промываются и просушиваются.
Кевларовые волокна – кристаллизующий полимер. Их структура отличается высокой степенью жесткости. Это обусловлено наличием бензольных колец. По структуре кевлар относится к сетчатым полимерам. Производится он в виде технических нитей, имеющих различную линейную плотность и структуру. Количество волокон в нитях может быть разным: от 130 до 1000 при производстве кевларовой ткани и от 500 до 10 тыс. при изготовлении корда и канатов. Этот материал выпускается в виде ровинга, ткани и пряжи. Волокна непрозрачны, их средний диаметр – 11 мкм.
Сферы применения
Свое применение кевлар находит в тех отраслях, где крайне важны стойкость к износу и термическая стабильность, низкая структурная жесткость и максимальная легкость, а также отличная прочность при низком весе. Поэтому неудивительно, что этот материал пришелся «ко двору» при изготовлении средств индивидуальной защиты, в частности бронежилетов, шлемов.
Кевлар: защищаемся с комфортом
На сегодняшний день изготавливается различная одежда из кевлара, предназначенная не только для военнослужащих и различных спецподразделений, но и для тех, кто выбирает ультраактивный образ жизни и помешан на той же охоте или страйкболе. Конечно, страйкболисту ни к чему кевларовая броня с высоким уровнем защиты и дополнительными бронепластинами, а вот футболка со специальными кевларовыми вставками будет весьма уместной. К тому же, такие элементы легко скрыть под верхней одеждой, да и подходящие по дизайну модели разработаны.
Пожалуй, наиболее популярными изделиями из кевлара можно считать бронешлемы, тактические перчатки и, конечно же, бронежилеты. Кстати, именно из этой ткани и изготавливают средства пассивной защиты, принятые на вооружение в НАТО.
Защита на руки
Тактические перчатки с кевларом в виде защитных вставок на ладонях и костяшках позволяют не только защитить руку от повреждений при столкновении, например, с зубами противника, но и значительно усилить удар, сделав его сокрушающим. Такой своеобразный современный аналог кастета. Если учитывать прочность, теплоту и устойчивость к влаге и повреждениям, такие аксессуары в последнее время популярны не только у сотрудников специализированных подразделений, но и у экстремалов, уличных бойцов, любителей активного образа жизни. Также они пользуются спросом у тех, у кого темные улицы родного населенного пункта вызывают вполне обоснованные опасения.
И пулю, и штык... остановит ли кевлар?
Бронежилет из кевлара по праву считается одним из наиболее надежных средств индивидуальной пассивной защиты. Благодаря своей уникальной легкости, прочности и относительной долговечности такая «броня» способна защитить владельца от скользящих ударов холодного оружия и смягчить последствия попадания пуль, препятствуя проникновению и распространению осколков.
Выбирая бронежилет, в основе которого используется данный полимер, следует учесть некоторые нюансы, которыми он наделен. Кевлар - что это? Мягкая броня, которая не спасет от выстрела в упор или проникающего удара ножом или шилом, поэтому разработаны модели со специальными жесткими панелями, призванными дополнительно амортизировать удар.
У всех свои минусы
К недостаткам кевлара можно отнести светочувствительность - при длительном пребывании под солнечными лучами чудо-материал начинает разрушаться, хоть и очень-очень медленно. Оптимальным средством предохранения стало вшивание элементов с кевларовыми нитями в более плотную ткань.
Цена на изделия с параамидными нитями достаточно высока, и именно это препятствует всеобщей «кевларизации». Оснащать армию тактическими изделиями из данного материала могут себе позволить только развитые в экономическом плане страны.
В завершение
На сегодняшний день крайне сложно представить пассивную защиту без кевларовых волокон, а выполненные из такой ткани бронежилеты и шлемы, каски спасли множество жизней. Поэтому создателям есть чем гордиться. А изготовителям нужно расширять производство кевлара и постоянно улучшать характеристики его качества.
Источник: fb.ruКомментарии
Идёт загрузка... Похожие материалы
Бизнес Канбан - что это такое? Принцип бережливого производстваКанбан – что это такое? Насколько интересные сведения содержит карта канбан, и какую функцию метод выполняет в производстве? В статье мы подробно поясним правила эффективного применения канбан, а также дадим ярк...
Образование Блистер - что это такое? Преимущества и производство блистерной упаковкиБлистер - что это? Слово "блистер" появилось в английском языке приблизительно в 14 веке, считается, что оно произошло от старофранцузского blostre, что означает "тифозный узелок". В переводе с английского те...
Бизнес Композитные материалы: что это такое, свойства, производство и применениеВ различных сферах промышленности используются композитные материалы. Что это такое? Это материалы на основе нескольких компонентов, что обусловливает их эксплуатационные и технологичные характеристики. В основе компо...
Бизнес Поливинилхлорид - что это такое? Технология производства поливинилхлорида и области примененияЕсли вы решили использовать в строительстве или ремонте поливинилхлорид, что это такое важно узнать до начала работ. Этот материал относится к синтетическим термопластичным текстурам.Характеристики ПВХ...
Бизнес Полимер - что это такое? Производство полимеровУдивительно, насколько разнообразны окружающие нас предметы и материалы, из которых они изготовлены. Раньше, примерно в XV-XVI веках, основными материалами были металлы и дерево, чуть позже стекло, почти во все времен...
Бизнес Полиуретан - что это такое? Производство полиуретана, изделия из негоЛюди, которые интересуются современным строительством или производством, часто встречают такой материал, как полиуретан. Что это такое, и как он используется, вы сможете подробно узнать в данной статье. Данное веществ...
Дом и семья Материал поплин. Что это такое?Сегодня при производстве одежды часто используют поплин. Что это такое? Так называется вид ткани, изготовленный из волокон натурального происхождения. Он состоит преимущественно из длинноволокнистого хлопка, но часто ...
Домашний уют ППР в строительстве - что это такое? Проект производства работ (ППР) - содержание, состав и требованияСтроительство является очень серьезной сферой современного городского развития. Это направление имеет широкий спектр выполняемых работ, контроль со стороны администрации, органов надзора и требует точной, безупречной ...
Домашний уют Файн-лайн (шпон) - что это такое? Достоинства и недостатки материалаСегодня для изготовления межкомнатных дверей, различной мебели и других предметов интерьера используют разнообразные виды шпона. Материал стал очень популярным. Но почему-то производители и опытные дизайнеры выделяют ...
Домашний уют Унифлекс – что это такое? Назначение, характеристики, особенности применения материалаУнифлекс – что это такое? Гидроизоляция данного плана относится к категории материалов бизнес-класса, которые находят широкое применение при укладке кровельных покрытий. Подходит для защиты большинства современн...
monateka.com
Кевлар - что это такое? Материал кевлар. Производство кевлара
У каждого поколения, живущего в ту или иную временную эпоху, свои правила и устои, требования к мобильности и качеству жизни. Соответственно, за ускорением научно-технического прогресса во всех отраслях следует и повышение общего темпа, а новое время диктует свои правила. Так что своеобразная мода на вещи с включением кевларовых нитей коснулась не только специализированных подразделений, в том числе и военных, но и обычных обывателей, которые ценят свою безопасность и любят комфорт.
Кевлар: что это такое?
Прочные кевларовые волокна давно вплелись в структуру разработок в автомобильной, строительной, военной отраслях промышленности, частично вытеснив менее прочную и практичную сталь. «Сотканный» из органических нитей материал стал просто незаменимым благодаря своим уникальным характеристикам. Итак, теперь подробно рассмотрим вопрос о том, кевлар - что это, и узнаем историю его появления.
Вкратце о возникновении
Новый полимер в каком-то смысле стал «ребенком» его величества Случая, родившись в лабораториях компании Dupont, которая уже на тот момент имела в своем активе изобретение такого материала, как нейлон. Тогда, в 1964-м, исследовательская группа искала решение, как заменить стальной корд в автомобильных шинах на значительно более легкие полимерные нити, например полиарамидные. Соответственно, занятие было не из простых, поскольку полиарамиды предварительно необходимо растворить (что само по себе нелегкое дело), а уже затем из получившейся массы «прясть» нити. Положительного результата удалось достичь Стефани Кволек. Она сумела получить волокна исключительной прочности, которые после тестирования показали ошеломляющие результаты - новая нить оказалась прочнее стали.
Но это было лишь начало блестящей истории этого материала. Ткань кевлар появилась на рынке в 1975 году, и с того времени на недостаток спроса жаловаться не приходится. А он рождает производство, так что Dupont не останавливается на достигнутом. Компания осуществляет заметные финансовые вливания, направленные на то, чтобы модернизировать запатентованный материал кевлар и наделить его улучшенными характеристиками.
Состояние на сегодня
Теперь перейдем к нашему времени. Современный кевлар - что это? А это на удивление легкий и мягкий материал, который в огне не горит и даже почти не тлеет, влагу прекрасно впитывает, позволяя кожным покровам «дышать», а при этом по своей прочности превосходит сталь в разы, выдерживая нагрузку на разрыв в пределах 2500 Н. Да и обработка ткани достаточно легка и не требует узкопрофильного оборудования.
Как производят
Волокнообразующие полимеры производятся при низкой температуре путем поликонденсации в растворе. К последнему добавляют реагенты и интенсивно перемешивают. Из этого раствора выделяется полимер в виде крошки или геля. Далее его промывают и высушивают. Затем полимер растворяют в сильных кислотах (например, в серной). Из получившегося раствора методом экструзии формируются нити и волокна. Они промываются и просушиваются.
Кевларовые волокна – кристаллизующий полимер. Их структура отличается высокой степенью жесткости. Это обусловлено наличием бензольных колец. По структуре кевлар относится к сетчатым полимерам. Производится он в виде технических нитей, имеющих различную линейную плотность и структуру. Количество волокон в нитях может быть разным: от 130 до 1000 при производстве кевларовой ткани и от 500 до 10 тыс. при изготовлении корда и канатов. Этот материал выпускается в виде ровинга, ткани и пряжи. Волокна непрозрачны, их средний диаметр – 11 мкм.
Сферы применения
Свое применение кевлар находит в тех отраслях, где крайне важны стойкость к износу и термическая стабильность, низкая структурная жесткость и максимальная легкость, а также отличная прочность при низком весе. Поэтому неудивительно, что этот материал пришелся «ко двору» при изготовлении средств индивидуальной защиты, в частности бронежилетов, шлемов.
Кевлар: защищаемся с комфортом
На сегодняшний день изготавливается различная одежда из кевлара, предназначенная не только для военнослужащих и различных спецподразделений, но и для тех, кто выбирает ультраактивный образ жизни и помешан на той же охоте или страйкболе. Конечно, страйкболисту ни к чему кевларовая броня с высоким уровнем защиты и дополнительными бронепластинами, а вот футболка со специальными кевларовыми вставками будет весьма уместной. К тому же, такие элементы легко скрыть под верхней одеждой, да и подходящие по дизайну модели разработаны.
Пожалуй, наиболее популярными изделиями из кевлара можно считать бронешлемы, тактические перчатки и, конечно же, бронежилеты. Кстати, именно из этой ткани и изготавливают средства пассивной защиты, принятые на вооружение в НАТО.
Защита на руки
Тактические перчатки с кевларом в виде защитных вставок на ладонях и костяшках позволяют не только защитить руку от повреждений при столкновении, например, с зубами противника, но и значительно усилить удар, сделав его сокрушающим. Такой своеобразный современный аналог кастета. Если учитывать прочность, теплоту и устойчивость к влаге и повреждениям, такие аксессуары в последнее время популярны не только у сотрудников специализированных подразделений, но и у экстремалов, уличных бойцов, любителей активного образа жизни. Также они пользуются спросом у тех, у кого темные улицы родного населенного пункта вызывают вполне обоснованные опасения.
И пулю, и штык... остановит ли кевлар?
Бронежилет из кевлара по праву считается одним из наиболее надежных средств индивидуальной пассивной защиты. Благодаря своей уникальной легкости, прочности и относительной долговечности такая «броня» способна защитить владельца от скользящих ударов холодного оружия и смягчить последствия попадания пуль, препятствуя проникновению и распространению осколков.
Выбирая бронежилет, в основе которого используется данный полимер, следует учесть некоторые нюансы, которыми он наделен. Кевлар - что это? Мягкая броня, которая не спасет от выстрела в упор или проникающего удара ножом или шилом, поэтому разработаны модели со специальными жесткими панелями, призванными дополнительно амортизировать удар.
У всех свои минусы
К недостаткам кевлара можно отнести светочувствительность - при длительном пребывании под солнечными лучами чудо-материал начинает разрушаться, хоть и очень-очень медленно. Оптимальным средством предохранения стало вшивание элементов с кевларовыми нитями в более плотную ткань.
Цена на изделия с параамидными нитями достаточно высока, и именно это препятствует всеобщей «кевларизации». Оснащать армию тактическими изделиями из данного материала могут себе позволить только развитые в экономическом плане страны.
В завершение
На сегодняшний день крайне сложно представить пассивную защиту без кевларовых волокон, а выполненные из такой ткани бронежилеты и шлемы, каски спасли множество жизней. Поэтому создателям есть чем гордиться. А изготовителям нужно расширять производство кевлара и постоянно улучшать характеристики его качества.
4u-pro.ru
что это такое? Материал кевлар. Производство кевлара
У каждого поколения, живущего в ту или иную временную эпоху, свои правила и устои, требования к мобильности и качеству жизни. Соответственно, за ускорением научно-технического прогресса во всех отраслях следует и повышение общего темпа, а новое время диктует свои правила. Так что своеобразная мода на вещи с включением кевларовых нитей коснулась не только специализированных подразделений, в том числе и военных, но и обычных обывателей, которые ценят свою безопасность и любят комфорт.
Кевлар: что это такое?
Прочные кевларовые волокна давно вплелись в структуру разработок в автомобильной, строительной, военной отраслях промышленности, частично вытеснив менее прочную и практичную сталь. «Сотканный» из органических нитей материал стал просто незаменимым благодаря своим уникальным характеристикам. Итак, теперь подробно рассмотрим вопрос о том, кевлар - что это, и узнаем историю его появления.
Вкратце о возникновении
Новый полимер в каком-то смысле стал «ребенком» его величества Случая, родившись в лабораториях компании Dupont, которая уже на тот момент имела в своем активе изобретение такого материала, как нейлон. Тогда, в 1964-м, исследовательская группа искала решение, как заменить стальной корд в автомобильных шинах на значительно более легкие полимерные нити, например полиарамидные. Соответственно, занятие было не из простых, поскольку полиарамиды предварительно необходимо растворить (что само по себе нелегкое дело), а уже затем из получившейся массы «прясть» нити. Положительного результата удалось достичь Стефани Кволек. Она сумела получить волокна исключительной прочности, которые после тестирования показали ошеломляющие результаты - новая нить оказалась прочнее стали.
Но это было лишь начало блестящей истории этого материала. Ткань кевлар появилась на рынке в 1975 году, и с того времени на недостаток спроса жаловаться не приходится. А он рождает производство, так что Dupont не останавливается на достигнутом. Компания осуществляет заметные финансовые вливания, направленные на то, чтобы модернизировать запатентованный материал кевлар и наделить его улучшенными характеристиками.
Состояние на сегодня
Теперь перейдем к нашему времени. Современный кевлар - что это? А это на удивление легкий и мягкий материал, который в огне не горит и даже почти не тлеет, влагу прекрасно впитывает, позволяя кожным покровам «дышать», а при этом по своей прочности превосходит сталь в разы, выдерживая нагрузку на разрыв в пределах 2500 Н. Да и обработка ткани достаточно легка и не требует узкопрофильного оборудования.
Как производят
Волокнообразующие полимеры производятся при низкой температуре путем поликонденсации в растворе. К последнему добавляют реагенты и интенсивно перемешивают. Из этого раствора выделяется полимер в виде крошки или геля. Далее его промывают и высушивают. Затем полимер растворяют в сильных кислотах (например, в серной). Из получившегося раствора методом экструзии формируются нити и волокна. Они промываются и просушиваются.
Кевларовые волокна – кристаллизующий полимер. Их структура отличается высокой степенью жесткости. Это обусловлено наличием бензольных колец. По структуре кевлар относится к сетчатым полимерам. Производится он в виде технических нитей, имеющих различную линейную плотность и структуру. Количество волокон в нитях может быть разным: от 130 до 1000 при производстве кевларовой ткани и от 500 до 10 тыс. при изготовлении корда и канатов. Этот материал выпускается в виде ровинга, ткани и пряжи. Волокна непрозрачны, их средний диаметр – 11 мкм.
Сферы применения
Свое применение кевлар находит в тех отраслях, где крайне важны стойкость к износу и термическая стабильность, низкая структурная жесткость и максимальная легкость, а также отличная прочность при низком весе. Поэтому неудивительно, что этот материал пришелся «ко двору» при изготовлении средств индивидуальной защиты, в частности бронежилетов, шлемов.
Кевлар: защищаемся с комфортом
На сегодняшний день изготавливается различная одежда из кевлара, предназначенная не только для военнослужащих и различных спецподразделений, но и для тех, кто выбирает ультраактивный образ жизни и помешан на той же охоте или страйкболе. Конечно, страйкболисту ни к чему кевларовая броня с высоким уровнем защиты и дополнительными бронепластинами, а вот футболка со специальными кевларовыми вставками будет весьма уместной. К тому же, такие элементы легко скрыть под верхней одеждой, да и подходящие по дизайну модели разработаны.
Пожалуй, наиболее популярными изделиями из кевлара можно считать бронешлемы, тактические перчатки и, конечно же, бронежилеты. Кстати, именно из этой ткани и изготавливают средства пассивной защиты, принятые на вооружение в НАТО.
Защита на руки
Тактические перчатки с кевларом в виде защитных вставок на ладонях и костяшках позволяют не только защитить руку от повреждений при столкновении, например, с зубами противника, но и значительно усилить удар, сделав его сокрушающим. Такой своеобразный современный аналог кастета. Если учитывать прочность, теплоту и устойчивость к влаге и повреждениям, такие аксессуары в последнее время популярны не только у сотрудников специализированных подразделений, но и у экстремалов, уличных бойцов, любителей активного образа жизни. Также они пользуются спросом у тех, у кого темные улицы родного населенного пункта вызывают вполне обоснованные опасения.
И пулю, и штык... остановит ли кевлар?
Бронежилет из кевлара по праву считается одним из наиболее надежных средств индивидуальной пассивной защиты. Благодаря своей уникальной легкости, прочности и относительной долговечности такая «броня» способна защитить владельца от скользящих ударов холодного оружия и смягчить последствия попадания пуль, препятствуя проникновению и распространению осколков.
Выбирая бронежилет, в основе которого используется данный полимер, следует учесть некоторые нюансы, которыми он наделен. Кевлар - что это? Мягкая броня, которая не спасет от выстрела в упор или проникающего удара ножом или шилом, поэтому разработаны модели со специальными жесткими панелями, призванными дополнительно амортизировать удар.
У всех свои минусы
К недостаткам кевлара можно отнести светочувствительность - при длительном пребывании под солнечными лучами чудо-материал начинает разрушаться, хоть и очень-очень медленно. Оптимальным средством предохранения стало вшивание элементов с кевларовыми нитями в более плотную ткань.
Цена на изделия с параамидными нитями достаточно высока, и именно это препятствует всеобщей «кевларизации». Оснащать армию тактическими изделиями из данного материала могут себе позволить только развитые в экономическом плане страны.
В завершение
На сегодняшний день крайне сложно представить пассивную защиту без кевларовых волокон, а выполненные из такой ткани бронежилеты и шлемы, каски спасли множество жизней. Поэтому создателям есть чем гордиться. А изготовителям нужно расширять производство кевлара и постоянно улучшать характеристики его качества.
загрузка...
fjord12.ru
История кевлара | Сайга 12.ru
КЕВЛАР (Kevlar™) — торговое название арамида — полипарафенилен-терефталамида, синтетического волокна, обладающего высокой прочностью (в пять раз прочнее стали, предел прочности σ0= 3620 МПа). Разработан американской компанией DuPont в 1965 году, с начала 1970-x годов начато его коммерческое применение. Легкий, прочный и безопасный материал Кевлар позволяет в значительной степени улучшить эксплуатационные характеристики спецодежды и средств защиты. Сегодня Кевлар применяется в производстве продукции, требующей высоких показателей износостойкости материалов: альпинистские верёвки, оттяжки, шлемы, верх обуви, рюкзаки, лыжи, перчатки, а так же для изготовления спецодежды. Волокно Кевлар имеет небольшой вес и высокую стойкость к различного рода воздействиям. Обладает такими свойствами, как негорючесть и термостойкость. По данным, разработчиков, волокна Кевлар при равном весе в пять раз прочнее стали.
Область применение кевлара
Изначально материал разрабатывался для армирования автомобильных шин, в этом качестве 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.).
В спецодежде ткань с кевларовым волокном используют в основном для усиливающих накладок в области колен (наколенники) и области локтей. Т.к. кевларовая ткань имеет высоки показатели на истираемость, то в её используют в одежде в тех местах где больше всего нагрузка на истираемость, порезы и проколы.
Использование в бронежилетах
Структура кевлара. Высокая степень упорядоченности полимера и прочность обеспечиваются межмолекулярными водородными связями.
Механические свойства материала делают его пригодным для изготовления пуленепробиваемых жилетов. 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 (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
В последнее десятилетие 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, Danish yacht, Zeelander Yachts), делая в год не очень большое количество яхт, планомерно переходят на использование кевлара. Лидером в производстве яхт из кевлара считается Итальянская верфь Cranchi, которая производит яхты из кевлара размером от 11 до 21 метра.
Авиационная промышленность
Кевлар применяется в конструкции ряда беспилотных летательных аппаратов (например, RQ-11) для повышения защиты.
Температурные свойства
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.
Загрузка... sayga12.ru
Кевлар, стоимость кевлара, производство кевлара
Кевлар
(англ. Kevlar) — торговая марка пара-арамидного (полипарафенилен-терефталамид) волокна, выпускаемого фирмой DuPont. Кевлар обладает высокой прочностью (в пять раз прочнее стали, предел прочности 3620 МПа). Впервые кевлар был получен группой Стефани Кволек в 1964, технология производства разработана в 1965 году, с начала 1970-x годов начато коммерческое производство.
Для пара-арамидного волокна характерна высокая механическая прочность. В зависимости от марки, разрывная прочность волокна может колебаться от 280 до 550 кг/мм² (у стали, для сравнения, этот параметр находится в пределах 50–150 кг/мм².
Лишь самые высокопрочные сорта стали со специальной обработкой приближаются по прочности к наименее прочным сортам арамида).
Такая высокая прочность сочетается с относительно малой плотностью — 1400–1500 кг/м³ (плотность чистой воды 1000 кг/м³, плотность стали порядка 7800 кг/м³).
Теги: Кевлар, стоимость кевлара, производство кевлара, кевлар цена,производитель кевлара, военные типа кевлара, баллистические кевлар,пулестойкость кевлара, защитные свойства кевлара
Арамид ( кевлар ) применяется, как в чистом виде волокна и ткани, так и в композиционных материалах на основе различных смол. Синтетическое волокно арамида обладает высочайшей прочностью (разрывная прочность 250-600 кг/мм кв) при малой плотности 1400-1500 кг/м куб, высоким сопротивлениям ударам и динамическим нагрузкам при таких уникальных характеристиках волокно обладает высокой термической стойкостью, способно работать при высоких температурах и считается трудно горючим . В композиционных материалах арамид применяют, как армирующий материал, такие композиты называют органопластик, обладают высокой удельной прочностью при растяжении и минимальным весом. Волокна имеют желтый цвет.
Области применения: из-за своих высоких характеристик волокно арамида нашло самое широкое применение в самых различных отраслях промышленности. Самое известное применение волокна это средства защиты: пуленепробиваемые бронежилеты, каски и огне защита, например костюмы для пожарных и перчатки. Так же арамидное волокно применяют для армирования автомобильных шин, волоконно-оптических кабелей, диффузорах акустических динамиков, для изготовления сверхпрочных тросов, лент и тканей. Обширное применение арамидные волокна получили в композиционных материалах на основе винилэфирных и эпоксидных смол. Благодаря уникальным свойствам такие композиты применяют в авиастроение и ракетостроении для изготовления различных деталей работающих на растяжение, в сосудах внутреннего давления, высокоскоростных маховиков. В сочетании с другими армирующими материалами, арамидные волокна применяют в судостроении для производства корпусов яхт, лодок и катеров премиум класса или для военных целей. Нашло свое место применение композитных материалов с арамидом и в космонавтике, наряду с углепластиком, где в некоторых узлах и деталях он стал незаменим. Широкое распространение в области тюнинга автомобилей и автоспорта, изготавливаются аэродинамические обвесы, сидения, элементы интерьера и силовые конструкции
Кевларовые ткани, арамидные ткани, гибридные ткани и углеткани характеризуются следующими параметрами:
- Тип волокна, используемого в ткани, как по основе, так и по утку (арамидное волокно или углеволокно).
- Плотность плетения (количеством нитей, содержащихся в 10 мм углеткани как по основе так и по утку).
- Количество филаментов в 1 нити ткани (количество микроволокнистых нитей на 1 нить плетения).
- Видом плетения ткани: прямое, елочкой, сатиновое, трикотажное.
- Поверхностной плотности ткани (Вес квадратного метра): 90 г/м кв - 640 г/м кв
- Толщиной ткани: 0,1 мм -0,65 мм
- Шириной ткани: 10 мм - 1500 мм
Теги: Кевлар, стоимость кевлара, производство кевлара, кевлар цена,производитель кевлара, военные типа кевлара, баллистические кевлар,пулестойкость кевлара, защитные свойства кевлара
irontub.ru
