Walaupun fakta bahawa serat Kevlar telah dicipta bertahun-tahun yang lalu, orang masih terus kagum dengan sifat uniknya. Bahan tersebut telah merevolusikan bidang fabrik yang direka bentuk untuk perlindungan kerana parameter dan cirinya.
Kevlar: Ada apa pula?
Fabrik yang diperbuat daripada gentian sintetik dengan struktur kristal dipanggil Kevlar. Kekuatan fabrik yang luar biasa disediakan oleh cincin benzena, yang terletak pada keratan rentas kristal. Mengikut ciri-cirinya, bahan itu lebih kuat dan lebih tahan lama daripada logam, sementara ia sangat nipis dan ringan.
Setiap orang mengenali Kevlar secara berbeza, setiap orang belajar apa itu dari situasi kehidupan tertentu. Belia moden sudah biasa dengan bahan terima kasih kepada permainan Rast, di mana watak-watak ditawarkan untuk membeli perisai dan peluru yang diperbuat daripadanya. Generasi yang lebih tua mengaitkan gentian dengan pakaian pelindung dan peralatan sukan.
Secara ringkas tentang asal usul
Pada tahun 1975 yang jauh, bahan yang dipanggil Kevlar mula-mula diperkenalkan ke pasaran dan serta-merta mula menikmati permintaan yang besar, yang hanya meningkat setiap hari. Polimer unik ini diperolehi di makmal-makmal DuPont yang terkenal di dunia. Secara rasmi, penciptanya dianggap sebagai ahli kimia Stephanie Kwolek.
Pada masa itu, ia digunakan untuk tayar sebagai bahan pengukuhan. Kemudian, ia mendapati aplikasi dalam pelbagai bahan komposit, peralatan sukan dan produk kabel. Fabrik Kevlar mula digunakan untuk pengeluaran peralatan pelindung diri.
Pengeluaran fabrik Kevlar
Setelah pertama kali mengetahui tentang bahan ini, ramai orang bertanya soalan tentang apa yang hendak dibuat Kevlar. Untuk mendapatkannya, larutan kalsium klorida dan methylpyrrolidone diambil. Reagen khas ditambah kepadanya, melepaskan bahan yang luar biasa dengan kualiti kristal cecair. Proses ini dijalankan pada suhu rendah.
Di luar, polimer yang terhasil adalah serbuk atau gel yang dibasuh dan dikeringkan. Kemudian ia disalurkan melalui spinneret, akibatnya serat terbentuk, maka benang diperolehi. Tidak sukar untuk meneka apakah benang Kevlar itu. Serat yang diperolehi dipintal menjadi benang, yang sudah membentuk produk siap. Selepas ini, mereka dihantar untuk kali kedua ke mandi hujan, dibasuh dan dikeringkan.
Sila ambil perhatian! Oleh kerana pengeluaran Kevlar melibatkan kesukaran yang ketara, termasuk penggunaan asid sulfurik, prosesnya sangat mahal.
Ciri teknikal dan sifat
Ciri teknikal dan sifat Kevlar benar-benar unik. Ciri utama dianggap sebagai kekuatan mekanikal yang tinggi. Pada masa yang sama, jisim dan ketumpatan agak rendah.
Kevlar ialah bahan dengan rintangan unik terhadap keupayaan regangan dan pemadaman sendiri. Pada masa yang sama, ia tidak terbakar atau cair. Hanya pada suhu melebihi 430 darjah ia mula terurai. Akibat pendedahan kepada suhu tinggi, tidak serta-merta, tetapi selepas masa tertentu, ia mula kehilangan kekuatannya.
Ia tahan kepada pelarut organik dan kakisan, dan mempunyai modulus elastik yang tinggi. Di bawah pengaruh suhu rendah, ia bukan sahaja tidak merosot, tetapi sebaliknya, menjadi lebih kuat. Ia tahan terhadap luka dan mempunyai kekonduksian elektrik spesifik yang rendah.
Bidang penggunaan Kevlar
Walaupun penggunaan dan permintaannya meluas, tidak ramai yang tahu apa itu Kevlar. Walaupun serat berkekuatan tinggi ini telah menemui pelbagai jenis aplikasi selama beberapa dekad.
Kevlar digunakan terutamanya di kawasan di mana ciri-ciri berikut penting:
- rintangan haus;
- kestabilan haba;
- kekerasan struktur rendah;
- ringan yang ketara;
- kekuatan yang baik pada berat rendah.
Oleh itu, adalah logik bahawa kain Kevlar digunakan untuk membuat peralatan pelindung diri, pelbagai pakaian untuk anggota tentera dan pasukan khas.
Industri penerbangan
Sifat-sifat Kevlar, jenis bahannya, terkenal dalam industri penerbangan. Ia digunakan dalam pengeluaran beberapa kenderaan udara tanpa pemandu untuk memberikan perlindungan.
Alat pelindung diri
Sifat mekanikal menjadikan gentian Kevlar sesuai untuk pengeluaran perlindungan perisai peribadi. Topi keledar tempur, jaket kalis peluru dan topeng balistik untuk perlindungan muka diperbuat daripadanya.
Terima kasih kepada perisai Kevlar, angkatan tentera pelbagai negara mencipta topeng kalis peluru dan balaclava khas untuk krew kenderaan berperisai. Di samping itu, ia adalah dengan bantuan Kevlar bahawa perisai kapal pengangkut pesawat kelas Nimitz dijalankan.
Jaket kalis peluru gentian Kevlar dianggap sebagai kualiti tertinggi. Perisai sebegitu boleh memberikan perlindungan daripada pukulan pandang senjata sejuk, melemahkan kesan peluru, dan melindungi daripada penembusan dan penyebaran serpihan. Perlindungan disediakan kerana ringan, kekuatan, dan ketahanan relatif bahan yang digunakan.
Pada masa yang sama, apabila memberi keutamaan kepada produk Kevlar, seperti jaket kalis peluru, perlu diambil kira bahawa polimer mempunyai aspek tertentu. Oleh kerana perisai itu lembut, ia tidak akan dapat melindungi daripada pukulan kosong atau pukulan menembusi dengan pisau atau penusuk. Untuk tujuan sedemikian, model khas dengan panel tegar khas sedang dibangunkan. Kelemahan lain ialah fotosensitiviti. Dengan pendedahan yang berterusan dan berpanjangan kepada cahaya matahari, bahan mula merosot secara beransur-ansur.
Memandangkan benang Kevlar dianggap sebagai bahan yang mahal, "Kevlarisasi" umum belum lagi berlaku. Hanya negara maju dari segi ekonomi mampu untuk melengkapkan tentera dan unit mereka dengan produk sentuhan yang diperbuat daripada bahan ini.
Perlindungan tangan
Sarung tangan taktikal dengan sisipan plat Kevlar digunakan untuk melindungi tangan daripada kerosakan apabila berlanggar dengan gigi musuh, serta untuk meningkatkan kesan dengan ketara. Sarung tangan sedemikian juga dipanggil sejenis analog moden buku jari tembaga. Aksesori sedemikian mendapat permintaan yang tinggi di kalangan pekerja unit khusus, serta peminat sukan lasak, peminat luar dan pejuang jalanan. Populariti sedemikian dijelaskan oleh ketahanan, ketahanan terhadap kelembapan dan kerosakan, serta kehangatan. Tangan dalam sarung tangan sedemikian akan dilindungi sepenuhnya.
Peralatan sukan
Papan salji, bot, dayung, ski dan topi keledar sukan yang diperbuat daripada Kevlar adalah ringan dan sangat tahan lama. Barangan sukan yang diperbuat daripada bahan ini lebih disukai oleh kedua-dua atlet amatur dan profesional.
Bahan inilah yang membantu meminimumkan penghantaran getaran, memastikan menahan beban ubah bentuk tanpa kerosakan. Hasil daripada keplastikan bahan, produk dilindungi daripada pelbagai kerosakan serius, menghancurkan. Di samping itu, ia benar-benar selamat dan boleh dipercayai walaupun di bawah pengaruh beban berimpak tinggi.
Antara lain, Kevlar digunakan untuk pelapik beberapa tayar basikal. Ia adalah apa yang meminimumkan risiko tusukan. Lapisan Kevlar ditambah pada raket pingpong. Ini meningkatkan lantunan dan mengurangkan berat badan. Bahan tersebut digunakan untuk membuat pakaian selamat untuk penunggang motosikal. Ia digunakan terutamanya untuk menggantikan elemen plastik untuk melindungi bahu dan siku.
Bidang permohonan lain
Penunjuk kestabilan kimia dan mekanikal yang tinggi, serta kekuatan Kevlar memastikan penggunaannya yang meluas dalam pelbagai bidang. Bahan ini dianggap sebagai salah satu yang paling berteknologi tinggi di dunia moden.
Selalunya ia digunakan untuk tujuan berikut:
- Sebagai gentian penguat - digunakan untuk membuat bahan ringan dan kuat. Ia digunakan untuk menguatkan kabel dan melindunginya daripada pecah dan regangan.
- Dalam proses menghasilkan prostesis ortopedik.
- Untuk pengeluaran tali - produk dibezakan oleh ketahanan mereka terhadap kakisan, kebolehpercayaan, berat rendah, dan tidak konduktiviti. Oleh kerana ciri-ciri ini, tali digunakan secara meluas dalam pembinaan kapal dan perlombongan, menggantikan kabel keluli.
- Untuk mendapatkan bahan hibrid yang dipanggil karbon-kevlar, ia digunakan untuk membina badan bot yang mampu membangunkan kelajuan yang ketara.
- Untuk penghasilan bahan binaan super kuat terbaharu yang dipanggil konkrit Kevlar - digunakan untuk membuat papak turapan, batu fasad untuk dinding, monumen, tepi jalan, tangga dan banyak lagi. Pada masa yang sama, bahan binaan tersebut agak mahal kerana Kevlar yang digunakan.
- Untuk pengeluaran pancing - jika seseorang terlibat dalam memancing secara profesional, maka dia hanya memberi keutamaan kepada peralatan berkualiti tinggi. Juga, sarung tangan Kevlar sangat diperlukan untuk memancing, terutamanya apabila menangkap ikan keli atau pike.
- Untuk pembuatan perlindungan kotak engkol - menyediakan tahap rintangan yang tinggi terhadap kerosakan mekanikal. Ia tahan haba dan mempunyai tahap rintangan yang tinggi terhadap bahan kimia. Pada masa yang sama, komposit Kevlar adalah secara perbandingan lebih murah.
Serat Kevlar digunakan dalam pelbagai bidang hari ini. Hampir mustahil untuk membayangkan perlindungan pasif tanpa bahan ini, dan jaket dan topi keledar kalis peluru telah menyelamatkan banyak nyawa.
