Кевла́р (англ. Kevlar ) — ткань пара-арамидного (полипарафенилен-терефталамид) волокна, выпускаемого фирмой DuPont. Кевлар обладает высокой прочностью, превосходя по этим чертам некоторые металлы (в пять раз прочнее стали, предел прочности σ ₀ = 3620 МПа). Впервые кевлар был получен группой Стефани Кволек в 1964, технология производства разработана в 1965 году, с начала 1970-х годов начато коммерческое производство. 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 (по прочностным характеристикам превосходит сталь , но намного легче по весу.) и высокую стойкость к различного рода воздействиям. Обладает такими свойствами, как негорючесть и термостойкость.

Кевлар - это пара-арамидное волокно желтоватого цвета, обладающее очень высокой прочностью. Прочность на разрыв до 360 килограмм на миллимметр квадратный. Искусственный аналог приближенный к паутине, или хотя бы созданный при попытках воспроизвести подобный материал. Прочность на разрыв в 3 раза выше прочной стали при той же толщине. Но удельный вес стали в пять раз выше, следовательно при одном и том же весе материалов, кевлар будет в 15 раз прочнее. Спектр применения очень велик.

Изначально материал разрабатывался для армирования автомобильных шин, для чего 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.

Отдельными нитями усиливают ткани различной спецодежды, кевларовые ткани применяются в использовании бронежилетов. Кевларовые перчатки защищают руки от повышенных температур и повреждений острыми предметами. В качестве композитных материалов кевларовые волокна применяют в основном в смеси с другими материалами: угле и стекловолокном. Прочность кевлара на растяжение в 3 раза выше чем у стекловолокна но при этом он в два раза легче. Кевлар продается в нитях, тканях, лентах и цена за килограмм примерно такая же как и у карбона. Разброс цен здесь гораздо выше, так как кевлар используется не только в качестве композитных материалов, ткани и ленты имеют цену еще и как изделие, а не только как сырье. Например баллистические ткани для бронежилетов.

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.). Также он используется в обувной промышленности для изготовления антипрокольных стелек.

Крепкие кевларовые волокна издавна вплелись в структуру разработок в авто, строительной, военной отраслях индустрии, отчасти вытеснив наименее крепкую и удобную сталь . «Сотканный» из органических нитей материал стал просто неподменным благодаря своим уникальным чертам. Итак, сейчас тщательно разглядим вопрос о том, кевлар — что это, и узнаем историю его возникновения.

История появления Кевлара

Новый полимер в каком-то смысле стал «ребенком» его величества Варианта, родившись в лабораториях компании Dupont, которая уже тогда имела в собственном активе изобретение такового материала, как нейлон . Тогда, в 1964-м, исследовательская группа находила решение, как поменять металлической корд в авто шинах на существенно более легкие полимерные нити, к примеру полиарамидные. Соответственно, занятие было не из обычных, так как полиарамиды за ранее нужно растворить (что само по себе нелегкое дело), а уже потом из получившейся массы «прясть» нити. Хорошего результата удалось достигнуть Стефани Кволек. Она смогла получить волокна исключительной прочности, которые после тестирования проявили ошеломляющие результаты — новенькая нить оказалась прочнее стали.

Символично, что изобретательница этого уникального волокна Стефани Кволек в детстве любила шить одежду для кукол. В детстве Стефани Кволек хотела стать модельером: она самостоятельно придумывала выкройки, а когда матери не было дома, пробиралась к швейной машинке, чтобы сшить кукле очередное платье . После школы она получила специальность химика в университете Карнегги, но мечтала о медицине. Чтобы заработать средства для обучения в университете, в 1946 году девушка стала работать в знаменитом концерне Дюпон, и вскоре поняла, что ее призвание – все-таки химия. В 1964 году группа Кволек работала над усовершенствованием получения полиарамидов – полимерных веществ со стержнеобразной структурой, которые могли бы заменить стальной корд в шинах (в целях экономии топлива). Отказавшись от метода расплава, Стефани смогла получить необычного вида раствор, который при пропускании через фильеры превращался в арамидные нити. Группа Стефани Кволек работала с полиарамидами, молекулы которых имеют стержнеобразную форму. Полимерные волокна обычно изготавливаются путем прядения при выдавливании расплава через тонкие отверстия — фильеры. Однако полиарамид плавится с трудом, и поэтому было решено использовать прядение из раствора. Наконец Стефани удалось подобрать растворитель, но раствор был мутно-опалесцирующим и по своему виду напоминал самогон (вместо того чтобы быть прозрачным и густым, как патока). Инженер-прядильщик категорически отказался заливать подобную гадость в машину из-за риска засорить тонкие фильеры. Стефани с большим трудом уговорила его попробовать вытянуть нить из такого раствора. К всеобщему удивлению, нить прекрасно вытягивалась и была исключительно прочной. Полученную пряжу отправили на тестирование. Когда Стефани Кволек увидела полученные результаты, первой ее мыслью было, что прибор сломался — столь высокими были цифры. Однако повторные измерения подтвердили феноменальные свойства материала: он в пять раз превосходил сталь по прочности на разрыв.

Практически одновременно в России и Европе были созданы аналогичные волокна (СВМ и тварон), но так как кевлар был первым, все материалы, относящиеся к этой группе, стали называть именно так.

В 1975 году новый материал, Kevlar, был выпущен на рынок. Сейчас он применяется практически везде: из него делают тросы, кузова автомобилей и катеров, паруса, фюзеляжи самолетов и детали космических кораблей, лыжи и теннисные ракетки. Но тем, что из кевлара делают пуленепробиваемые жилеты для полиции и костюмы пожарных, Стефани Кволек гордится особенно: это (как и другие) применение кевлара помогло спасти миллионы жизней.

Новый материал, получивший название кевлар , получил коммерческое применение в семидесятых годах. Его стали использовать для производства шин, кордовых лент, композитных материалов. В это же время на высокую прочность полиарамидных волокон обратили внимание военные и силовые структуры, целью которых была разработка индивидуальных средств защиты. Идея бронежилета появилась еще во время Первой мировой войны (ее автором был писатель Конан Дойл), но традиционные металлические пластины были тяжелыми и сковывали движения.

Специалисты американского Национального института правосудия несколько лет проводили тщательные исследования, в ходе которых доказали, что устойчивость к пулевому выстрелу для наиболее распространенного 38 калибра обеспечивает кевларовая ткань в семь слоев. Последний этап полевых испытаний показал, что прочность такого бронежилета уменьшается при его намокании и при воздействии УФ-лучей. Также было установлено, что изделия из кевларовой ткани ухудшают свои защитные свойства после нескольких стирок, и что они не переносят отбеливания и химчистки.

Результатом проведенных разработок стал кевларовый бронежилет с покрытием из водостойкой ткани, обеспечивающей защиту армированного слоя от воды и солнца . Кроме того, в качестве средств индивидуальной защиты стали применять кевларовые каски , перчатки , стельки обуви и др.

Но это было только начало блестящей истории этого материала. Ткань кевлар появилась на рынке в 1975 году, и с тех пор на недочет спроса сетовать не приходится. А он рождает создание, так что Dupont не останавливается на достигнутом. Компания производит приметные денежные вливания, направленные на то, чтоб модернизировать патентованный материал кевлар и наделить его усовершенствованными чертами.

Современный кевлар — это на удивление легкий и мягенький материал, который в огне не пылает и даже практически не тлеет, воду отлично впитывает, позволяя кожным покровам «дышать», а при всем этом по собственной прочности превосходит сталь в разы, выдерживая нагрузку на разрыв в границах 2500 Н. Ну и обработка ткани довольно легка и не просит узкопрофильного оборудования.

Как создают

Кевларовые волокна – кристаллизующий полимер. Их структура отличается высочайшей степенью жесткости. Это обосновано наличием бензольных колец. По структуре кевлар относится к сетчатым полимерам.

Волокнообразующие полимеры выполняются при низкой температуре методом поликонденсации в растворе. К последнему добавляют реагенты и активно перемешивают. Из этого раствора выделяется полимер в виде крошки либо геля. Дальше его промывают и высушивают. Потом полимер растворяют в сильных кислотах (к примеру, в серной). Из получившегося раствора способом экструзии (формуются через фильеры) формируются нити и волокна. Затем нити и волокна подаются в осадительную ванну, промываются и снова сушатся.

Кевлар выпускают в виде:

Делается кевлар в виде технических нитей, имеющих различную линейную плотность и структуру. Количество волокон в нитях может быть различным: 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 поперечник -11 мкм.

Свойства арамидных волокон

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).

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.

Обычный диаметр волокон 1 мкм, непрозрачные.

1. Основной характеристикой материала является его высокая механическая прочность. Плотность и, соответственно, масса достаточно низкие.
2. Кевлар обладает устойчивостью к растяжению.
3. Не горит и не плавится, обладает способностью к самотушению. Начинает разлагаться при температурах от 430 °C. При воздействии высоких температур начинает терять прочность только с течением времени, не сразу.
4. Имеет устойчивость к органическим растворителям.
5. Обладает высоким модулем упругости.
6. Устойчив к коррозии.
7. Под воздействием очень низких температур (криогенных) не только не портится, но и становится ещё прочнее.
8. Обладает низкой удельной электропроводностью.
9. Устойчив к порезам.

Волокна из Кевлар состоят из длинных молекулярных цепочек, произведенных из полипарафенилен-терефталамида. Цепочки имеют высокоупорядоченную ориентацию с прочными межмолекулярными связями, в результате чего образуется уникальная комбинация характеристик:

Основные характеристики Кевлар :

- Высокомодульный
- Нагрузка при специфическом удлинении (LASE)
- Высокая удельная прочность при разрыве при малом весе
- Низкое относительное удлинение при разрыве (конструкционная жесткость)
- Низкая электропроводность
- Высокая химическая стойкость
- Низкая термическая усадка
- Высокая жесткость (измеряемая работой разрыва)
- Прекрасная стабильность размеров
- Высокая порезостойкость
- Огнестойкий, самозатухающий

Кроме высокой прочности, кевлар обладает множеством других уникальных свойств, а именно:

• при контакте с огнем и высокими температурами это волокно не горит, не дымится и не плавится;
• кевлар не токсичен и не взрывоопасен;
• температура его терморазложения составляет 430-450 градусов;
• прочность армидных волокон начинает постепенно снижаться при нагреве более 150 градусов;
• при замерзании кевлар становится только прочнее, он способен выдерживать криогенные температуры (до -200 градусов);
• этот материал является электроизолятором.

К тому же ткань из кевлара отличается мягкостью, гигроскопичностью и способностью к воздухообмену, и вполне комфортна при использовании. Правда, это не относится к одежде, предназначенной для работы в условиях открытого огня и высоких температур. Для повышения термостойкости кевлар покрывают алюминием. Материал из такого волокна надежно защищает от мощного теплового излучения, контакта с раскаленными до 500 градусов поверхностями, а также от брызг раскаленного металла.

Следует также добавить, что этот материал довольно легок – один метр ткани весит 30-60 г, и хотя он не дешев (от 30 долларов за квадратный метр), его прекрасные защитные свойства вполне оправдывают такие расходы. Несколько дешевле стоят защитные материалы, армированные кевларовыми нитями, что придает им стойкость к разрыву и абразивному истиранию. Такие ткани используют для защитных вставок в рабочей и спортивной одежде, перчаток, а также в качестве износостойких стелек. Уход за изделиями из них чрезвычайно прост. Их не следует:

• часто стирать;
• чистить химическими реагентами;
• подвергать действию солнечных лучей.

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.

Температурные свойства кевлара

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.

Сравнение кевлара и стекловолокна

Кевлар обладает в 2.5 раза большей прочностью и в 3 раза большей жесткостью, чем электротехническое стекловолокно, при этом его плотность составляет всего 43% от плотности стекловолокна. Он лучше противостоит разрушению, вибрации и распространению трещин, великолепно держит ударные нагрузки. Ткань из кевларового волокна по конструкции похожа на стеклоткань, но в отличие от нее не требует какой-либо специальной обработки. Как может показаться поначалу, кевлар является просто идеальным материалом для оклейки корпуса, однако на самом деле не все тут так гладко.

Главным препятствием применению кевлара для наружной защиты корпуса является его довольно посредственная стойкость к абразивным воздействиям, а именно это свойство стоит на первом месте в ряду требований к материалу оклейки. Как только кевлар начинает подвергаться истиранию, его прочность моментально падает. Плюс ко всему, при значительно большей, чем у стекловолокна прочности на разрыв, он проигрывает ему при изгибе и в два раза слабее на сжатие. Кевлар можно использовать при оклейке для повышения прочности корпуса к ударным нагрузкам, однако рекомендуется дополнительно защитить его снаружи от истирания стеклотканью или подобным материалом, тем самым еще и облегчив последующие шпаклевание и шлифовку.

Поведение кевлара при сжатии сильно отличается от стекловолокна. Если стекловолоконный ламинат при высокой нагрузке разрушается резко и обширно, то поведение кевларового ламината при сжатии напоминает поведение вязкого металла - он прогибается и образует вмятины. Хотя оно может показаться и ценным качеством, следует добавить, что такое происходит при сравнительно малых нагрузках, в связи с чем имеет место разрушение смолы с образованием трещин и расслоения.

Эту слабую сторону кевлара можно в некоторой степени компенсировать рядом способов. Во-первых, слой кевлара можно оклеить сверху другим материалом - например, стеклотканью. Однако в случае оклейки корпуса фактор прочности материала является вторичным и подобная практика ведет к ненужному удорожанию и увеличению веса. Тем не менее этот материал можно использовать для местных усилений - например, по швам. Во-вторых, существуют "гибридные" ткани, содержащие помимо кевлара еще стеклянные и (или) угольные волокна, компенсирующие слабые стороны кевлара, однако для целей оклейки в них также мало пользы.

Это не единственные трудности, связанные с кевларом. Материал разрушается под действием ультрафиолета и не должен находиться на солнце без защиты пигментированной смолой или иным покрытием,содержащим ингибитор ультрафиолета. В отличие от стеклоткани и ей подобных материалов, кевлар не становится прозрачным при пропитывании смолой и сохраняет желтый оттенок. Это не только придает лодке неопрятный вид (в случае натуральной отделки его применение вовсе лишено смысла), но и не позволяет (по крайней мере для непрофессионала) определить степень пропитки материала смолой.

Прочие свойства кевлара говорят сами за себя. Из-за своей прочности кевлар очень тяжело режется, как в виде ткани, так и в виде ламината, для работы с ним необходим твердосплавный режущий инструмент . Шлифованиеоклеенной кевларом поверхности практически бессмысленно - материал при этом образует обильный ворс. При работе с кевларом необходимо следить, чтобы не образовывались жесткие складки - это ведет к повреждению волокон и потере прочности. Как правило, кевларовая ткань не предполагает ламинирование в несколько слоев. Причина кроется в том, что между двумя слоями кевлара могут возникнуть проблемы с адгезией и в случае необходимости такого ламината между ними должен находиться тонкий слой стекломата. Поскольку стеклянное и кевларовое волокно имеют примерно одинаковое (3%) растяжение под нагрузкой, в данной конструкции они уместны.

Кевлар производится без использования разного рода эмульсий и его можно применять с различными типами смол, включая полиэфирные, винилэфирные и эпоксидные. Однако, чтобы реализовать высокую ударопрочность и прочие высокие характеристики материала в пластике, обычно рекомендуются винилэфирная и эпоксидная смолы. Но даже при этом прочность на раздирание и отрыв оказывается меньше, чем у той же ткани Vectra при использовании их одних в качестве материала оклейки корпуса.

Сравнивая все плюсы и минусы кевлара, можно сделать вывод, что негативные стороны все же преобладают, во всяком случае когда речь идет об оклейке. Стоимость кевларовой ткани во много раз выше стеклоткани, даже несмотря на то, что материал становится все более доступен благодаря прочим сферам его применения.

Ткань из кевларового волокна обычно называется Кевлар-49 и продается разной плотности в рулонах шириной 95 и 125 см. Для оклейки корпуса рекомендовать его можно навряд ли, однако местные усиления в паре с защитой стеклотканью могут иметь практическую пользу.

Сферы внедрения кевлара

Данное высокопрочное волокно находит самое разнообразное применение – от авиационной и космической промышленности до спортивной и туристической одежды. На рынок кевлар поступает в виде нитей, корда, ткани, а также как составляющая композитных и смесовых материалов .

Основными способами его применения являются:

• производство армированных шин;
• изготовление медных и оптоволоконных кабелей;
• гидротехнические и газотехнические системы высокого давления;
• авиационная и космическая техника;
• кораблестроение;
• протезирование и ортопедические изделия;
• средства индивидуальной защиты для армии, силовых структур, лиц, работающих в экстремальных условиях;
• тканевые бронежилеты :
• вставки для бронирования автомобилей;
• упрочняющие слои в композитных материалах;
• прочные и термостойкие перчатки :
• спортивная обувь :
• диффузоры акустических динамиков;
• струны;
• барабаны;
• в качестве антипригарного покрытия;
• веревки, вплоть до канатов для подвесных мостов;
• тормозные колодки :
• спортивный инвентарь , хоккейные клюшки, лыжные палки и т.д.;
• спортивная одежда и оборудование;
• в производстве монококов Formula one.

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 тспользуют в одежде в тех местах где больше всего нагрузка на истираемость, порезы и проколы.

Свое применение кевлар находит в тех отраслях, где очень важны стойкость к износу и тепловая стабильность, низкая структурная твердость и наибольшая легкость, также хорошая крепкость при низком весе. Потому логично, что этот материал пришелся «ко двору» при изготовлении средств персональной защиты, а именно бронежилетов, шлемов.

На сегодня делается разная одежка из кевлара, предназначенная не только лишь для военнослужащих и разных спецподразделений, да и для тех, кто выбирает ультраактивный стиль жизни и помешан на той же охоте либо страйкболе. Естественно, страйкболисту ни к чему кевларовая броня с высочайшим уровнем защиты и дополнительными бронепластинами, а вот футболка со особыми кевларовыми вставками будет очень уместной. К тому же, такие элементы просто скрыть под верхней одежкой, ну и подходящие по дизайну модели разработаны.

Пожалуй, более пользующимися популярностью изделиями из кевлара можно считать бронешлемы, тактические перчатки и, конечно, бронежилеты . Кстати, конкретно из этой ткани и изготавливают средства пассивной защиты, принятые на вооружение в НАТО.

Средства индивидуальной бронезащиты

Механические свойства материала делают его пригодным для изготовления средств индивидуальной бронезащиты (СИБ) — бронежилетов и бронешлемов. Исследования второй половины 1970-х годов показали, что волокно марки кевлар-29 и его последующие модификации при использовании в виде многослойных тканевых и пластиковых (тканевополимерных) преград показывает наилучшее сочетание скорости поглощения энергии и длительности взаимодействия с ударником, обеспечивая тем самым относительно высокие, при данной массе преграды, показатели противопульной и противоосколочной стойкости. 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 США (англ. 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, так же, 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.

Тактические перчатки с кевларом в виде защитных вставок на ладонях и костяшках позволяют не только лишь защитить руку от повреждений при столкновении, к примеру, с зубами противника, да и существенно усилить удар, сделав его сокрушающим. Таковой типичный современный аналог кастета. Если учесть крепкость, теплоту и устойчивость к влаге и повреждениям, такие девайсы в ближайшее время популярны не только лишь у служащих специализированных подразделений, да и у экстремалов, уличных бойцов, любителей активного стиля жизни. Также они пользуются спросом у тех, у кого черные улицы родного населенного пт вызывают полностью обоснованные опаски.

Бронежилет из кевлара по праву считается одним из более хороших средств персональной пассивной защиты. Благодаря собственной уникальной легкости, прочности и относительной долговечности такая «броня» способна защитить обладателя от скользящих ударов прохладного орудия и смягчить последствия попадания пуль, препятствуя проникновению и распространению осколков.

Выбирая бронежилет , в базе которого употребляется данный полимер, следует учитывать некие аспекты, которыми он наделен. Кевлар — что это? Мягенькая броня, которая не выручит от выстрела в упор либо проникающего удара ножиком либо шилом, потому разработаны модели со особыми жесткими панелями, призванными дополнительно амортизировать удар.

К недочетам кевлара можно отнести светочувствительность — при продолжительном пребывании под солнечными лучами чудо-материал начинает разрушаться, хоть и очень-очень медлительно. Хорошим средством предохранения стало вшивание частей с кевларовыми нитями в более плотную ткань.

Стоимость на изделия с параамидными нитями довольно высока, и конкретно это препятствует всеобщей «кевларизации». Оснащать армию тактическими изделиями из данного материала могут для себя позволить только развитые в экономическом плане страны.

На сегодня очень трудно представить пассивную защиту без кевларовых волокон, а выполненные из таковой ткани бронежилеты и шлемы, каски выручили огромное количество жизней. Потому создателям есть чем гордиться. А изготовителям необходимо расширять создание кевлара и повсевременно облагораживать свойства его свойства.

Самые последние инновации волокна Кевлар для бронежилетов – это волокна Кевлар XP, AS 400 (Anti Stab – против удара ножом) и материал контроля удара IC 600D (контроль удара) - новая технология Кевлар XP сократит внутреннюю деформацию на 15 % и более. А также можно ожидать снижения общего веса на 10 %.

С Кевлар AS 400 Дюпон отвечает на требования рынка более сложного защитного и современного снаряжения, способного защитить обладателя от множества опасных ситуаций: ножей, шипов, пуль, осколочных ранений и тупых ударов.

Кевлар IC 600D – это компонент мягкой брони, который дает обладателю шанс выжить при огнестрельном ранении или поражении осколком, но при этом он удобен и достаточно гибок для повседневной носки .

Использование кевлара в спецодежде

Защитная одежда , сделанная из волокна марки DuPont Кевлар , является прекрасным решением для рабочих, работающих в условиях, связанных с опасностью порезов, истирания и контакта с раскаленными предметами. От автомобилестроения до транспортировки стекла, сборки компьютеров и листовой штамповки металла, одежда , сделанная с использованием технологии Кевлар , отвечает эксплуатационным требованиям и требованиям безопасности самых разнообразных отраслей промышленности. Это позволяет рабочим безопасно и с комфортом работать в наиболее жестких условиях, полностью используя потенциал своих возможностей.
Когда вы решите одеть ваших рабочих в защитную одежду из Кевлара, вы увидите, что существует большой выбор различной продукции. От перчаток и рукавиц до нарукавников и другой одежды. Вся защитная продукция из Кевлар обеспечивает необходимую вам защиту от порезов, проколов и контакта с раскаленными предметами, а также отличается эластичностью и комфортом, необходимыми вашим рабочим для выполнения их обязанностей.

Армирующие свойства кевлара используют, включая его в состав тканей, из которых изготавливают элементы защитной одежды: перчатки , отдельные вставки в костюм , наколенники, антипрокольные стельки, одежду спортивной группы — для сноубординга, мотоспорта и т. д. Подобная ткань становится устойчивой к порезам и прокалыванию.

Для рабочих условий, который требуют высокую степень защиты от порезов, чистоту или точность осязания, производители продуктов, использующие волокно Кевлар , предлагают следующее:

• Чистая технология Кевлар . Чистая технология Кевлар обеспечивает низкое ворсоотделение в опасных условиях работы, предоставляя личную защиту от порезов, проколов и ожогов. Перчатки Чистой технологии кевлар , разработанные для применения в электронной, лакокрасочной и пластиковой промышленности, для выполнения определенных операций в пищевой промышленности (при отсутствии непосредственного контакта с пищевыми продуктами), помогают обеспечить безопасность и рабочую среду с низким уровнем загрязнения. Предлагая превосходную устойчивость к тепловому воздействию и порезам, Чистая технология Кевлар позволяет производить бесшовные легкие цельные материалы с меньшим ворсоотделением и уровнем загрязнения среды пушинками и пылью. Это гибкое решение, сочетающее необходимые рабочим для выполнения их обязанностей эластичность и комфорт, в то же время защищает от порезов и ожогов. Другими словами, Чистая технология Кевлар является идеальным способом, позволяющим продукции максимально усиливать защиту, сокращая при этом загрязнение среды.
• Защитная технология Кевлар . Для работников космической промышленности, производства электроники, металлов, обработки стекла и автомобильной отрасли безопасность является приоритетом. Волокно кевлар имеет исключительно малый вес и высокую прочность, оно устойчиво к порезам и изнашиванию. Оно также подходит для химзащиты от широкого спектра веществ. Неудивительно, что множество компаний полагаются на него для защиты от порезов при производстве перчаток, рукавов и спецодежды.

  Кроме заводских работников, большое количество специалистов, работающих на открытом воздухе, таких как дровосеки, строители и рабочие, настаивают на использовании усиленных "Кевлар " ботинок и брюк для

Термоустойчивые перчатки , сделанные из брендового волокна кевлар , обеспечивают существенную термозащиту в экстремальных условиях, где рабочие подвергаются воздействию сильной жары и острых предметов.

Кевларовые перчатки могут защитить от порезов о стекло, кратковременного воздействия пламени и раскалённых предметов, при этом они мягкие, эластичные и хорошо пропускают воздух (по внешнему виду напоминают трикотажные) и позволяют работать даже с самыми мелкими деталями, так как не нарушают чувствительности рук.

При работе с металлом и формированием стеклоизделий, термоустойчивые перчатки являются абсолютной необходимостью в сохранении безопасности и продуктивности ваших трудовых ресурсов. Тяжеловесные перчатки и рукавицы из махрового полотна, на 100 % состоящие из махрового полотна Кевлар , пригодны для использования в производстве стали или в областях применения, где рабочие подвергаются воздействию сильной жары и острых предметов. Для дополнительной защиты доступны внутренние прокладки, сделанные из шерсти или из Дюпон Номекс.

Такой высокий уровень защиты также доступен во внешнем слое рукавиц, сделанных из тканого Кевлар . Внешний материал этих рукавиц – это 100%-й тканый материал из волокна Кевлар, и прокладки могут быть изготовлены из Nomex или шерсти. Эти рукавицы предназначены для использования в областях применения с высокой температурой, где рабочие подвергаются воздействию горячих, острых предметов, например обработка отливок, где острые заусенцы могли бы стать проблемой .

И, в связи с экстремальными опасностями при работе в условиях воздействия высоких температур, исключительные характеристики, наблюдаемые у промышленных термоустойчивых перчаток, сделанных из кевлара, могут также применяться к нарукавникам из кевлара. Нарукавники бывают трубчатой вязанной формы или тканых, вырезанных и сшитых, разновидностей и предлагают широкий спектр защиты от плеча до перчатки .

При работе с металлом и горячими поверхностями и формированием стеклоизделий требуются перчатки , которые предлагают самый высокий уровень защиты против множественных опасных факторов и рабочей области с высокими температурами. Поэтому производители предлагают множество вариантов термоустойчивых перчаток из Кевлар для удовлетворения ваших потребностей.

Судостроение

С начала 1990-х годов кевлар получил распространение в судостроении. Из-за технологических сложностей и цены на кевлар его применяют выборочно. Например, только в килевой части или для отделки корпуса по швам. Применяется для строительства яхт. Из этого материала они получаются очень лёгкими, расходуют меньше топлива и способны развивать более высокую скорость. Многие производители (такие, как верфи BAIA Yachts, Blue water, Dolphin, Danish yacht, Zeelander Yachts), делая в год не очень большое количество яхт, планомерно переходят на использование кевлара. Одним из лидеров 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.

В настоящее время кевлар стал привычным компонентом одежды и экипировки людей, чья жизнь постоянно подвергается опасности: военных и силовиков, космонавтов и исследователей, спортсменов и пожарных. Кевларовые волокна используют везде, где требуется повышенная прочность, начиная от автомобильных шин и заканчивая корпусами яхт, область их применения постоянно расширяется, а технология получения – усовершенствуется . Этот материал был получен полвека тому назад, и многим покажется странным, что его автором стала женщина.

Широкое распространение материала DuPont Кевлар в самых разнообразных отраслях промышленности вдохновило многих производителей потребительских товаров на создание продукции, в состав которой входит Кевлар . Такие преимущества Кевлар, как исключительная прочность, стойкость к порезам и небольшой вес высоко ценится клиентами, заинтересованными в долговечной продукции, более простой в применении, транспортировке и хранении. Такое преимущество Кевлар по сравнению с другими материалами, как соотношение прочности к весу, означает, что продукция, в которой применяется Кевлар, зачастую не только легче своих «некевларовых» аналогов, но и оказывается меньшей по размеру.

Лыжи , доски для сноуборда, шлемы, лодки и вёсла из кевлара обладают очень высокой прочностью и лёгкостью.

Другие сферы

Благодаря высоким показателям прочности и устойчивости к внешним механическим и химическим воздействиям кевлар широко применяется в самых разных сферах и признан одним из самых высокотехнологичных современных материалов.

Виды кевларовых волокон и материалов

Волокна кевлар используются для изготовления различных видов одежды, аксессуаров и оборудования, они позволяют увеличить их безопасность и прочность. Это волокно в пять раз прочнее стали при равном весе, поэтому оно является лучшим материалом для изготовления спецодежды и средств индивидуальной защиты.

DuPont Кевлар - это пара-арамидное (ароматический полиамид ) волокно, которое производится в самых разнообразных формах, каждая из которых предназначена для конкретных областей применения, связанных с производством различной потребительской и промышленной продукции. Дюпонпредлагает Кевлар в виде нарезанного волокна, из которого можно изготовить пряжу или нить, непрерывные филоментные волокна, фибриллированную пульпу, листы, обеспечивающие прочность механической бумаги. Так как наши клиенты продолжают использовать Кевлар для улучшения эксплуатационных характеристик и повышения уровня безопасности, Дюпон ведет непрерывную работу и открывает все новые возможности для применения Кевлар.

Кевлар - Арамидная пульпа

Пульпа DuPont Кевлар - это фибриллированное рубленое волокно, которое может применяться в виде специализированных добавок, предназначенных для улучшения эксплуатационных характеристик, обеспечивающих прекрасный уровень усиления и контроль вязкости в условиях воздействия сдвигового напряжения. Пульпа Кевлар применяется для производства автомобильных тормозных колодок, сальниковых набивок, фрикционной бумаги для автоматических коробок передач, а также в качестве добавки для регулирования вязкости в клеях и герметиках.

Характеристики

Кевлар - нити и филаменты

Существует много различных типов нитей и филаментов DuPontКевлар, каждый из которых имеет свои качества и эксплуатационные характеристики. В зависимости от конечной области применения выбирается тот или иной тип Кевлара.

Различные типы волокон и нитей Кевлар, каждый из которых отличается уникальным набором свойств и характеристик и предназначен для определенных задач.

• Кевлар 29 (K29)

Семейство нитей Кевлар, с одинаковыми прочностными свойствами и имеющие разные тексы и замасливатели. Эти нити используются при производстве средств баллистической защиты, тросов и кабелей, порезостойких перчаток, средств индивидуальной защиты таких, как: шлемы, бронепластины для автомобилей, а также для армирования резины автомобильных покрышек и шлангов.

• Кевлар 49 (K49)

Высокомодульные нити, применяемые в первую очередь в оптоволоконных кабелях, в текстильных материалах, для усиления пластиков, при производстве тросов, кабелей, композитов для водных видов спорта, а также в аэрокосмической индустрии.

• Кевлар 100

Окрашенная производителем нить Кевлар, применяемая при производстве тросов и кабелей, лент и ремней, перчаток и другой защитной одежды, а также спортивных товаров.

• Кевлар 119

Типы нитей с повышенным относительным удлинением, стойкие к усталостным напряжениям, применяемые при производстве резинотехнических изделий, таких как: автомобильные покрышки, ремни и шланги.

• Кевлар 129

Нити с повышенной удельной прочностью, применяемые при производстве средств индивидуальной защиты: бронежилетов и шлемов, а также тросов, кабелей и шлангов высокого давления, применяемых в нефтегазовой промышленности.

• Кевлар KM2

Волокно для армирования ткани для производства средств бронезащиты (бронежилетов и касок), а также средств противоосколочной защиты.

• Кевлар KM2 Plus

Высокопрочное, ударопрочное и утонченное волокно, применяемое для производства бронежилетов и касок для военных и сотрудников полиции .

• Кевлар AP

Волокно Кевлар AP значительно повышает экономичность и дает больше свободы в проектировании, позволяя производителям создавать недорогие и более надежные потребительские и промышленные изделия.

Также бывают другие виды:

Кевларовые ткани имеют и минусы:

Бумага Кевлар для применения в аэрокосмической промышленности

Высокая прочность, небольшой вес и температурная стабильность бумаги, сделанной из материала DuPont Кевлар позволяет производителям аэрокосмического и морского оборудования производить безопасные детали, которые имеют лучшие эксплуатационные характеристики и больший срок службы, чем их аналоги из различных сплавов. Применение сотовых заполнителей из бумаги DuPont Кевлар в аэрокосмической отрасли позволяет снизить вес деталей и способствует снижению эксплуатационных расходов. А так как Кевлар является электрическим изолятором, он может препятствовать гальванической коррозии между разнородными материалами, такими как: металлы и графитонаполненные композиты.

Каждая панель сотового заполнителя содержит бумагу и связывающую смолу. Листы бумаги Кевлар нарезаются, склеиваются, сгибаются в форме шестиугольных ячеек и погружаются в связывающую смолу. Конечный продукт напоминает пчелиные соты и содержит 90-99% пустого пространства, обеспечивая исключительную экономию веса и конструкционную прочность.

Кевлар - Пряжа / Войлок

Пряжа из Кевлар сделана из штапельного волокна и обычно производится на кольцепрядильных машинах. С помощью этой пряжи можно ткать или вязать различные типы тканей защитного назначения, и ее в первую очередь используют для вязки бесшовных перчаток и рукавов. Обыкновенно такая пряжа используется на рынке термо- и порезостойких изделий. Пряжа Кевлар обеспечивает больший комфорт по сравнению с комплексной нитью. Иглопробивной войлок из Кевлар сделан из штапельного волокна и обычно производится на кольцепрядильных машинах. Такой войлок обычно используется в качестве подкладочного материала для различных изделий для индивидуальной защиты: перчатки , сапоги , защитные штаны для работы с бензопилой.

Иглопробивной войлок из Кевлар демонстрирует прекрасную тепло- и порезостойкость и обеспечивает хорошую защиту от проколов. Из-за своей жесткости и осыпанию волокон в процессе обработки материала, иглопробивной войлок Кевлар чаще используется не в качестве наружной ткани, а в качестве материала подложки.

Продукция для индивидуальной защиты

Волокно марки Кевлар помогает спасти жизнь и защитить от серьезных ранений сотрудников служб охраны правопорядка, исправительных учреждений и военнослужащих, благодаря постоянно расширяющейся линии продукции, разработанной для обеспечения противопульной и противоосколочной защиты от легкого стрелкового оружия, а также защиты от проколов.

• Кевлар 129

Высокопрочная марка Кевлар, применяемая при производстве бронежилетов и шлемов для баллистической защиты.

• Кевлар Comfort XLT

Обеспечивает сотрудников служб охраны правопорядка прекрасной баллистической защитой и позволяет изготовлять бронежилеты , которые как минимум на 25% легче, чем все остальные изделия из арамидных тканей.

• Кевлар Correctional

Технология, помогающая защитить сотрудников исправительных учреждений от угрозы нанесения ранений различным импровизированным и самодельным оружием: заточки, шила и пр.

• Кевлар KM2

Высокопрочное и высоковязкое полотно для защиты от пуль и осколков, предназначенное для армии США , благодаря которому уменьшились потери личного состава.

• Технология Кевлар MTP

Запатентованная технология для защиты от стрелкового оружия, самодельного колющего оружия и ножей фабричного производства.

• Автомобильная броняКевлар