Что такое кевлар: все, что нужно знать о материале

Когда речь идет о военном снаряжении и средствах защиты, выбор материала играет решающую роль. Ведь от того, из чего изготовлен бронежилет, шлем или другие элементы защиты зависит безопасность и жизнь военнослужащего. Среди разнообразия вариантов особое место занимает кевлар – высокопрочная синтетическая ткань, используемая для производства бронезащиты.

Сегодня вместе с ukrarmor предлагаем рассмотреть преимущества и недостатки кевлара, узнать больше о процессе изготовления и особенностях этого материала. Напомним, что раньше мы рассказывали, как выбрать шлем, который защитит вас во время выполнения боевых задач.

Что такое кевлар?

Кевлар – это арамидное синтетическое волокно, известное своей необычайной прочностью. Материал был создан в 1965 году корпорацией DuPont: исследования компании изначально сосредотачивались на поиске нового полимера для замены стеклянных волокон в автомобильных шинах.

Он относится к классу высокопрочных полимерных волокон. Благодаря особому строению молекул кевлар демонстрирует уникальные физико-механические свойства. Материал в 5 раз прочнее стали, при этом гибкий и эластичный. Он с успехом используется там, где требуются высокая надежность, стойкость к экстремальным условиям и легкость конструкций.

Преимущества и недостатки кевлара

Кевларовая ткань обладает рядом уникальных свойств, которые делают ее незаменимым материалом для изготовления средств защиты. К ним относятся:

• высокое сопротивление: из кевлара можно производить легкие и вместе с тем очень прочные конструкции, например, бронежилеты;
• устойчивость к высоким температурам: материал выдерживает до 500°С, поэтому из него делают спецодежду для спасателей;
• химическая стойкость: кевлар не разрушается под влиянием большинства кислот, щелочей и других химикатов, потому подходит для работы в агрессивных средах;
• низкий удельный вес: в 4-5 раз легче стали, он позволяет создавать легкое снаряжение;
• гибкость: средства защиты из кевлара не ограничивают движений.

Однако, несмотря на многочисленные достоинства, у кевлара есть и некоторые недостатки, ограничивающие сферы его применения. Основными минусами кевлара являются:

• низкая стойкость к ультрафиолету: под действием солнечных лучей материал быстрее разрушается и теряет свои свойства;
• гигроскопичность: впитывает влагу, поэтому может терять прочность, однако проблема решается путем дополнительного слоя водостойкой ткани;
• отсутствие сопротивления к сжатию: именно поэтому ткань типа кевлар не может применяться для производства капитальных конструкций.

Несмотря на некоторые недостатки, в целом кевлар – одно из лучших современных решений для производства средств защиты благодаря оптимальному сочетанию прочности, легкости и гибкости.

Какие виды этой ткани существуют?

Есть широкая линейка разных модификаций кевлара, любая из которых оптимизирована для конкретной цели. Это позволяет максимально эффективно использовать уникальные свойства материала в разных отраслях:

• Kevlar К29 – это так называемый "кевлар для бронежилета", оригинальный материал, устойчивый к ударным нагрузкам.
• Kevlar К49 – построенный по высокомодульной технологии, используется для изготовления кабелей, канатов, армирования пластмассы.
• Kevlar К100 – это цветной материал, из которого шьют спецодежду, например, военную форму.
• Kevlar К119 – обладает большей гибкостью, применяется для укрепления изделий из резины.
• Kevlar К129 – отличается повышенной прочностью, из него производится броня.
• Kevlar КМ2 – это специальное волокно повышенной прочности, из которого производятся каски и шлемы.

Бронежилеты также производятся из материалов типа АР и ХР. Первая разновидность немного прочнее Kevlar К29, а второй содержит смолу и специальное волокно КМ2plus.

Свойства ткани

Материал кевлара имеет чрезвычайно высокую прочность на растяжение, которая может достигать около 3650 МПа. Для сравнения, у стали этот показатель составляет всего 300 МПа. При этом плотность материала – 1,44 г/см3 (у стали – 7,8 г/см3).

Формула кевлара состоит из длинных молекул, имеющих цепную структуру. Простыми словами, многочисленные химические связи идут последовательно друг за другом, как звенья цепи.

Такое сочетание позволяет создавать легкую баллистическую защиту, кевларовые каски и бронежилеты. Благодаря своей структуре кевлар отлично поглощает вибрацию. Это особенно важно в условиях активных боевых действий, когда взрывная волна может стать причиной внутренних повреждений.

Как производят кевлар?

Понимание того, как производится кевлар, помогает убедиться в свойствах этого материала. Изготовление происходит в два основных этапа – синтез полимера и формирование прочного волокна.

Сначала создается основа с чрезвычайно сложным названием – полипарафениллентерефталамид. Это полиамид, образующийся в результате реакции конденсации между аминогруппой и органической кислотой.

Химическая структура кевлара естественным образом формирует длинные прямые цепи-стержни, плотно связанные между собой водородными связями. Это придает материалу жесткости и прочности.

Далее полимер в виде горячего вязкого раствора продавливается через фильер для формирования тонких нитей – волокон. Их режут до нужной длины, сплетают в пряжу, а из нее на станках изготовляют ткань.

Готовый материал проходит дополнительную обработку и пропитывается специальными растворами. Так рождается кевлар – уникальное сочетание крепости, гибкости и термостойкости.

Области применения кевлара

Благодаря своим свойствам, кевлар нашел широкое применение в различных отраслях промышленности, науки и быта. Рассмотрим подробнее, в каких областях чаще всего используется этот материал.

Средства индивидуальной защиты

Чаще всего кевлар используется именно для производства различных элементов бронезащиты, в частности:

• легких и прочных панелей бронежилетов, способных выдерживать попадание шаров и обломков;
• непробиваемых военных шлемов и касок, снижающих риск травмирования;
• щитов для спецподразделений, которые используются при штурмовых операциях и обеспечивают эффективную защиту против огнестрельного оружия.

Кроме того, кевларовый материал добавляется в состав тканей, из которых шьют спецодежду: варежки, военную форму, наколенники. Это позволяет обеспечить дополнительную защиту против порезов, ушибов и других повреждений.

Судостроение

Из кевлара могут производиться очень прочные тросы, канаты, паруса и другие важные элементы. Однако этот процесс довольно длинный и дорогой, поэтому такое решение применяется в основном для укрепления корпуса по швам.

Также с использованием кевлара строят яхты. Такие суда отличаются легкостью и скоростью, а также нуждаются в меньшем топливе.

Авиационная промышленность

В авиации кевлар используется в производстве лент для шин, а также при создании композитных материалов для производства фюзеляжей, крыльев и хвостов. В некоторых случаях он может использоваться для защиты воздушных судов от возможных взрывов.

Спортивное снаряжение

Кевларовые материалы применяют в производстве велосипедных шлемов, защитного снаряжения для авто- и мотоспорта. Эти предметы несколько похожи на военную амуницию, однако обладают меньшими защитными свойствами.

Кевлар – отличный материал для бронезащиты

Итак, что такое кевлар? Это один из самых современных материалов для изготовления средств защиты. Сочетание легкости, прочности, стойкости к огню и химическим веществам делает его идеальным для производства бронежилетов, шлемов и другого защитного снаряжения, спасающего жизнь военных. Кевлар не раз доказал свою эффективность на поле боя, поэтому остается надежным выбором для средств индивидуальной бронезащиты.