Kas ir Kevlārs - bieži tik pieprasītais un izmantotais materiāls moto ekipējumā?
Kevlārs ( angliski Kevlar ) ir dzeltenīga sintētiska para-aramīda šķiedra ar ļoti augstu izturību. Spēcīgas kevlāra šķiedras jau sen tiek izmantotas automobiļu, celtniecības, militārās rūpniecības attīstības struktūrā, daļēji aizstājot mazāk izturīgo un ierasto tēraudu.
Pirmo reizi kevlāru ieguva Stefānija Kvoleke (Stephanie Kwolek) 1964. gadā, ražošanas tehnoloģija tika izstrādāta 1965. gadā, un komerciālā ražošana sākās 1970. gadu sākumā. Sākotnēji materiāls tika izstrādāts kā tērauda aizstājējs sacīkšu automašīnu riepu stiprināšanai, kurām to joprojām izmanto. Kevlāra šķiedru ražo DuPont.
Kevlāram ir augsta izturība, šajās īpašībās pārspējot dažus metālus (piecas reizes stiprāks nekā tērauds, galīgā izturība σ 0 = 3620 MPa). Stiepes izturība ir 3 reizes lielāka nekā izturīgam tēraudam ar tādu pašu biezumu. Para-aramīda šķiedrai raksturīga augsta mehāniskā izturība. Atkarībā no pakāpes šķiedras stiepes izturība var svārstīties no 280 līdz 550 kg / mm² (tēraudam salīdzinājumam šis parametrs ir robežās no 50 līdz 150 kg / mm².
Kevlāram piemīt augsta izturība pret dažāda veida ietekmēm. Piemīt tādas īpašības kā nededzināmība un karstumizturība.
Kā kompozītmateriālus kevlāra šķiedras galvenokārt izmanto maisījumā ar citiem materiāliem: oglekli un stikla šķiedru. Kevlāra stiepes izturība ir 3 reizes lielāka nekā stikla šķiedras, bet tajā pašā laikā tā ir divreiz vieglāka.
Atsevišķi kevlāra pavedieni pastiprina dažādu apģērbu audumus. Kevlāra audumi tiek izmantoti ķermeņa aizsargbruņu ražošanā. Kevlara šķiedru izmanto arī kā pastiprinātu sastāvdaļu jauktos audumos, piešķirot no tiem izgatavotiem izstrādājumiem nodilumizturību un izturību pret griešanu, arī karstumu, jo īpaši aizsargcimdus un aizsargājošos ieliktņus sporta apģērbā (autosportam,motosportam utt.) Tādēļ to izmanto arī moto apģērbu ražošanā.
Viegls, izturīgs un drošs kevlāra materiāls var ievērojami uzlabot moto ekipējumu. Mūsdienās kevlārs tiek izmantots tādu izstrādājumu ražošanā, kuriem nepieciešama augsta materiālu nodiluma izturība: ķiveres, apavu virsmas, mugursomas, moto cimdi , kā arī moto apģērbu ražošanai(moto džinsas, jakas, hūdiji, krekli).
Vēstures lappuse
Jaunais polimērs izgudrots Dupont (ASV) uzņēmuma laboratorijās, kura jau tad varēja lepoties ar tādu izgudrojumu kā neilons. 1964. gadā pētniecības grupa atrada risinājumu, kā nomainīt metāla auklu riepās pret ievērojami vieglākiem polimēru pavedieniem, piemēram, poliamīda diegiem. Attiecīga inovācija nebija parrocīga, jo poliaramīdi bija vispirms jāizšķīdina (tas pats par sevi nav viegls uzdevums), un tikai pēc tam no iegūtās masas "vērpt" pavedienus. Stefānijai Kvolekai izdevās sasniegt labāku rezultātu. Viņai izdevās iegūt ārkārtīgi stipras šķiedras, kas pēc testēšanas parādīja satriecošus rezultātus - jaunā šķiedra izrādījās stiprāka par tēraudu.
Simboliski, ka šīs unikālās šķiedras izgudrotāja Stefānija Kvoleka bērnībā mīlēja šūt drēbes lellēm. Bērnībā Stefānija Kvoleka vēlējās kļūt par modes dizaineri: viņa pati izdomāja modeļus, un, kad viņas mātes nebija mājās, viņa devās pie šujmašīnas, lai šūtu jaunu kleitu lellēm. Pēc skolas viņa absolvēja ķīmijas fakultāti Karnegijas universitātē, bet sapņoja par medicīnu. Lai nopelnītu naudu studijām universitātē, 1946. gadā meitene sāka strādāt slavenajā DuPont koncernā un drīz saprata, ka viņas aicinājums ir ķīmija.
1964. gadā Kvelokas grupa strādāja, lai uzlabotu poliaramīdu ražošanu - polimēru vielas ar stienim līdzīgu struktūru, kas riepās varētu aizstāt tērauda auklu (lai ietaupītu degvielu). Atsakoties no kausēšanas metodes, Stefānija varēja radīt neparasta izskata risinājumu, kas, izejot cauri spiningeriem, pārvērtās par aramīda pavedieniem. Stefānijas Kvolekas grupa strādāja ar poliaramīdām, kuru molekulas ir stieņa formas. Polimēru šķiedras parasti izgatavo, vērpjot, izkausējot ekstrudējot caur smalkām caurumiem - vērpējiem. Tomēr poliaramīdu ir grūti izkausēt, un tāpēc tika nolemts izmantot šķīduma vērpšanu. Visbeidzot Stefānijai izdevās atrast šķīdinātāju, bet šķīdums bija duļķains, opalescējošs un izskatījās kā mēness spīdums (tā vietā, lai būtu dzidrs un biezs kā melase). Vērpšanas inženieris kategoriski atteicās ievietot mašīnā šādu netīrību, jo varētu aizsprostot plānos caurumus. Stefānija ar lielām grūtībām pierunāja viņu mēģināt izvilkt pavedienu no šāda risinājuma. Visiem par pārsteigumu, pavediens bija skaisti izstiepts un bija ārkārtīgi spēcīgs. Iegūtie pavedieni tika nosūtīti testēšanai. Kad Stefānija Kvoleka redzēja rezultātus, viņas pirmā doma bija, ka ierīce ir salauzta - skaitļi bija tik lieli. Tomēr atkārtoti mērījumi apstiprināja materiāla fenomenālās īpašības: tas bija piecas reizes pārāks un tāpēc tika nolemts izmantot šķīduma vērpšanu. Vēljoprojām mūsdienās Dupont pētnieki strādā arī pie kevlāra uzlabošanas un jauniem risinājumiem.
Gandrīz vienlaicīgi Krievijā un Eiropā tika izveidotas līdzīgas šķiedras (SVM un Tvaron), taču, tā kā Kevlārs bija pirmais, visus šai grupai piederošos materiālus sāka saukt tādā veidā.
1975. gadā tirgū tika izlaists jaunais materiāls kevlārs.To sāka izmantot riepu, auklas sloksņu, kompozītmateriālu ražošanai. Tajā pašā laikā militārie un drošības spēki pievērsa uzmanību poliaramīda šķiedru augstajai izturībai, kuras mērķis bija izstrādāt individuālos aizsardzības līdzekļus. Tagad to izmanto gandrīz visur: no tā tiek izgatavoti kabeļi, automašīnu un laivu virsbūves, buras, lidmašīnu fizelāžas un kosmosa kuģu daļas, slēpes un tenisa raketes, bruņu vestes policijai un aizsargapģērbi ugunsdzēsējiem.
Vairākus gadus Amerikas Nacionālā tieslietu institūta speciālisti ir veikuši rūpīgus pētījumus, kuru laikā viņi pierādīja, ka septiņi Kevlara auduma slāņi nodrošina izturību pret ložu šāvienu visizplatītākajā 38 kalibrā. Pēdējais lauka testu posms parādīja, ka šādas ložu necaurlaidīgas vestes izturība samazinās, kad tā kļūst mitra un pakļauta UV stariem. Ir arī konstatēts, ka izstrādājumi, kas izgatavoti no kevlāra auduma, pēc vairākām mazgāšanas reizēm pasliktina to aizsargājošās īpašības un ka tie nepieļauj balināšanu un ķīmisko tīrīšanu. Izstrādes rezultāts bija kevlāra ķermeņa bruņas, kas pārklātas ar ūdensizturīgu audumu, kas aizsargā pastiprināto slāni no ūdens un saules.
Mūsdienu kevlārs ir pārsteidzoši viegls un mīksts materiāls, kas nedeg ugunī un pat nesmird, tas lieliski absorbē ūdeni, ļaujot ādai "elpot", un tajā pašā laikā vairākas reizes pārspēj tēraudu ar savu spēku.
Kevlāra īpašības
Kevlara šķiedras sastāv no garām molekulārajām ķēdēm, kas izgatavotas no poliparafenilēntereftalamīda. Ķēdēm ir ļoti sakārtota organizācija ar spēcīgām starpmolekulārām saitēm, kā rezultātā iegūst unikālu īpašību kombināciju:
Nedeg un nekūst, piemīt spēja pašdzēst. Sadalās temperatūrā virs 430 ° C. Saskaroties ar augstu temperatūru, tas sāk zaudēt spēku tikai laika gaitā, nevis uzreiz.
Izturīgs pret organiskiem šķīdinātājiem.
Ir augsts elastības modulis.
Izturīgs pret koroziju.
Ļoti zemas temperatūras (kriogēnas) ietekmē tas ne tikai nepasliktinās, bet arī kļūst vēl spēcīgāks.
Piemīt zema elektrovadītspēja.
Izturīgs pret griezumiem.
Papildus augstajai izturībai kevlāram ir daudz citu unikālu īpašību, proti:
nonākot saskarē ar uguni un augstām temperatūrām, šī šķiedra nedeg un nekūst;
Kevlārs nav toksisks un nav sprādzienbīstams;
tā termiskās sadalīšanās temperatūra ir 430-450 grādi;
armīda šķiedru stiprums sāk pakāpeniski samazināties, kad tiek sasildīts līdz vairāk nekā 150 grādiem;
sasalstot, Kevlars kļūst tikai stiprāks, tas spēj izturēt kriogēnās temperatūras (līdz -200 grādiem);
šis materiāls ir elektriskais izolators.
Turklāt Kevlara audums ir mīksts, higroskopisks un elpojošs, un to ir diezgan ērti lietot. Tiesa, tas neattiecas uz apģērbu, kas paredzēts darbam atklātā ugunī un augstā temperatūrā. Lai palielinātu karstumizturību, kevlāru pārklāj ar alumīniju. Materiāls, kas izgatavots no šādas šķiedras, droši aizsargā pret spēcīgu termisko starojumu, saskari ar virsmām, kas sasildītas līdz 500 grādiem, kā arī no karsta metāla šļakatām.
Jāpiebilst arī, ka šis materiāls ir diezgan viegls - viens metrs auduma sver 30-60 g, un, lai arī tas nav lēts (sākot no 30 eur par kvadrātmetru), tā izcilās aizsargājošās īpašības pilnībā attaisno šādas izmaksas. Aizsargmateriāli, kas pastiprināti ar kevlāra diegiem, ir nedaudz lētāki, kas padara tos izturīgus pret plīsumiem un nodilumu. Šādi audumi tiek izmantoti darba un sporta apģērba aizsargājošajiem aizsargiem, cimdiem, kā arī nodilumizturīgām zolītēm. Rūpēties par produktiem, kas izgatavoti no tiem, ir ārkārtīgi vienkārši. Kevlara izstrādājumus nevajadzētu :
bieži mazgāt;
tīrīt ar ķīmiskām vielām;
pakļaut saules gaismai.
Moto cimdus ar kevlaru, moto džinsa bikses ar kevlaru un moto kreklus ar kevlaru iespējams iegādāties : Moto veikalā "Choppers" Rīgā Matīsa ielā 28a vai interneta vietnē https://motochoppers.com/collections/apgerbi-ar-kevlaru
Komentāri