Z tego artykułu dowiesz się:
Co to jest kevlar?
Kevlar (PPTA) to handlowa nazwa syntetycznych włókien o bardzo wysokiej wytrzymałości, które przędzie się z polimerów z grupy aramidów. Charakteryzuje się odpornością cieplną oraz dużą wytrzymałością na uszkodzenia mechaniczne, będąc jednocześnie bardzo lekkim. Dzięki tym właściwościom znajduje szerokie zastosowanie w wielu branżach.
Przeczytaj również: Kamizelka kuloodporna. Czy wiedziałeś, że wynaleźli ją Polacy?
Kto wynalazł kevlar?
Kevlar wynalazła wraz ze swoim zespołem amerykańska chemiczka polskiego pochodzenia — Stephanie Kwolek w laboratoriach koncernu chemicznego DuPont w 1965 roku. Ponieważ w kręgu jej zainteresowań znajdowały się środki chemiczne wykorzystywane do produkcji tkanin, dostała zlecenie na stworzenie lekkiego, ale wytrzymałego materiału, który mógłby zostać użyty w oponach zamiast ciężkich, stalowych wzmocnień. Wynalazczyni łączyła ze sobą różne polimery, aż w końcu z dwóch o postaci krystalicznej powstało nieprzejrzysta ciecz o niskiej gęstości. W ten sposób Kwolek odkryła włókno, które było nie tylko pięć razy wytrzymalsze od stali, ale i dużo od niej lżejsze.
Jak wytwarza się kevlar?
Kevlar otrzymuje się na skutek reakcji polikondensacji chlorków kwasów dikarboksylowych z aminami aromatycznymi, która prezentuje się w poniższy sposób:
Dzięki układowi wiązań mocno przylegających do siebie cząsteczek tworzą się uporządkowane i sztywne struktury. Na wytrzymałość tkaniny ma wpływ sposób przędzenia włókien.
Przeczytaj również: Kiedy użyto broni chemicznej i jakie były tego konsekwencje?
Kevlar – mocne strony
Kevlar wyróżnia się przede wszystkim niezwykłą odpornością na uszkodzenia mechaniczne, jak i wytrzymałością na skrajne temperatury. Jego mocnymi stronami są:
- duża sztywność i wytrzymałość na rozciąganie;
- 10 razy większa wytrzymałość na rozrywanie niż w przypadku stali o tym samym ciężarze;
- lekkość (waży prawie 6 razy mniej niż stal);
- wytrzymałość na przekłuwanie, przebijanie, uderzanie, zmęczenie;
- odporność na płomienie (topi się jedynie w temperaturach przekraczających 426 st. Celsjusza);
- nie kruszy i nie rozpada się również w niskich temperaturach, sięgających niemal –200 st. Celsjusza;
- pochłania drgania i rozprasza uderzenia;
- jest niepodatny na działanie wielu substancji chemicznych;
- nie przewodzi prądu elektrycznego.
Przeczytaj również: Jak zabezpieczyć się przed radiacją? Nie tylko płyn Lugola
Kevlar – słabe strony
Choć kevlar jest obecnie jednym z najbardziej odpornych materiałów, to ma też kilka minusów, przez które nie do wszystkiego może zostać użyty lub wymaga dodatkowego zabezpieczenia. Jego słabymi stronami są:
- słaba odporność na promienie UV;
- duża nasiąkliwość (po zmoczeniu traci część odporności);
- mała wytrzymałość na ściskanie;
- rozpuszcza się w stężonym kwasie siarkowym.
Kevlar – zastosowanie
Kevlar dzięki swojej wytrzymałości znajduje zastosowania w wielu branżach. Najbardziej znany jest jako materiał stosowany w kamizelkach kuloodpornych, które przed jego wynalezieniem były bardzo ciężkie i nieporęczne, ponieważ zbroiło się je głównie stalą. Sploty kevlaru są nie tylko w stanie zatrzymać pociski, ale również pochłonąć i rozproszyć siłę uderzenia. Ze względu na wytrzymałość tkaniny tworzy się z niej również inne elementy ochrony przeciwbalistycznej: kaski, hełmy, pancerze nożoodporne itp.
Kevlar wykorzystuje się również do wzmacniania niektórych elementów w lotnictwie, żegludze i motoryzacji, takich jak pancerze lotniskowców, kompozyty, taśmy do taśmociągów, opony, hamulce, karoserie. Tworzy się z niego również żagle jachtów i ochronną odzież motocyklową. Z kevlaru mogą być też wykonane części kajaków, nart, rakiet tenisowych, trampolin i membran głośników.
Ze względu na jego odporność na rozciąganie jest używany również do zabezpieczania kabli światłowodowych. Odporność na wysokie temperatury i wytrzymałość na uszkodzenia pozwalają na tworzenie z niego roboczej odzieży ochronnej (kombinezonów, rękawic, butów) np. dla strażaków, hutników itd.
Z powodu małej wytrzymałości na ściskanie kevlar nie może być jednak stosowany jako zamiennik stali w konstrukcjach budynków. Natomiast ze względu na nieodporność na promienie UV, podczas ekspozycji na słońce, musi być zabezpieczony specjalnymi lakierami lub materiałami chroniącymi.
Oprac.: Joanna Cwynar
RAPORT UKRAINA — ROSJA
Wojna w Ukrainie — relacje na żywo
„Obudziły mnie strzały”. Wywiady, reportaże i historie osobiste z wojny w Ukrainie.
Grupa Polsat Plus i Fundacja Polsat razem dla dzieci z Ukrainy. Dołącz do zbiórki!
