Время чтения: 4 минуты
Кевлар - название торговой марки высокопрочного полимерного материала (KEVLAR), разработанного учёными американской химической компании DuPont (Дюпон). По прочностным характеристикам превосходит сталь, но намного легче по весу.
Первый в группе
Кевлар был изобретён в 1964 году американской учёной-химиком Стефани Луизой Кволек во время её работы в Дюпон.
К 1971 году группе учёных компании удалось доработать материал, и началось его массовое производство. Кевлар это аналог СВМ и тварон (чего многие и не знают), созданных практически одновременно в России и Европе. Но так как он был первым, все материалы, относящиеся к этой группе, стали называть именно так.
Производство
Кевлар выпускают в виде:
- технических нитей;
- пряжи;
- ровинга;
- тканей.
Это кристаллизующийся полимер. Добывают его методом поликонденсации в растворе в низкотемпературном режиме. В раствор добавляют реагенты, и из него выделяется полимер в виде геля или крошки. Его промывают, просушивают и растворяют в кислоте, затем через фильеры формуются нити и волокна, подаются в осадительную ванну, промываются и снова сушатся.
Свойства
Данная статья опубликована на сайте сайт. Если вы видите эту статью на другом сайте, значит ее украли.
Обычный диаметр волокон 1 мкм, непрозрачные.
- Основной характеристикой материала является его высокая механическая прочность. Плотность и, соответственно, масса достаточно низкие.
- Кевлар обладает устойчивостью к растяжению.
- 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.
- Имеет устойчивость к органическим растворителям.
- Обладает высоким модулем упругости.
- Устойчив к коррозии.
- Под воздействием очень низких температур (криогенных) не только не портится, но и становится ещё прочнее.
- Обладает низкой удельной электропроводностью.
- Устойчив к порезам.
Применение
Изначально целью разработчиков было создать лёгкое, но очень прочное волокно, которое можно было бы использовать при производстве шин.
Кевларовые ткани
Выпускаются обычно в виде полотна в рулонах под названием Кевлар-49. Также бывают другие виды:
- штапель-кевлар - коротко нарезанные волокна длиной чуть более шести мм. Прочностные свойства теряются из-за нарезки, но сохраняются барьерные. Используется для производства пряжи, войлока и нетканых изделий с высокими теплоизоляционными и виброизоляционными свойствами;
- флок-кевлар - измельчённое волокно (до 1 мм), применяют для армирования различных смол.
Кевларовые ткани имеют и минусы:
- теряют прочность при истирании;
- разрушаются под действием ультрафиолета. Требуют специального покрытия смолой.
Защитная одежда
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.
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.
С 1970 года велась разработка антипрокольной ткани для бронежилета
, а затем началось производство лёгких пуленепробиваемых бронежилетов из нескольких слоёв кевлара. Для того чтобы качества материала не ухудшались под воздействием воды и ультрафиолета, кевларовая броня
имеет покрытие из водостойкой ткани.
Также производят другие элементы защиты от огнестрельных и осколочных поражений, например, в бронеавтомобилях.
Спортивное снаряжение
Лыжи, доски для сноуборда, шлемы, лодки и вёсла из кевлара обладают очень высокой прочностью и лёгкостью.
Судостроение
Кевлар начали применять в судостроении относительно недавно - последние два десятилетия. Процесс его производства высокотехнологичный и достаточно дорогой, поэтому его применяют выборочно - для отделки корпуса по швам, в килевой части.
Применяется для строительства яхт. Из этого материала они получаются очень лёгкими, расходуют меньше топлива и способны развивать более высокую скорость.
Узнайте из видео, что это такое кевларовые пакеты и пострадает ли кевларовая ткань от ножа.
Другие сферы
- Кевлар используется в качестве армирующего волокна, чтобы придать материалу прочность и лёгкость. Им укрепляют кабели, продевая нить из кевлара по всей длине, защищая его от растяжения и обрыва.
- Также его применяют для изготовления ортопедических протезов.
- Кевларовые канаты характеризуются высокой прочностью, малым весом, устойчивостью к коррозии, неэлектропроводностью, благодаря чему широко используются в судостроении и горной промышленности, где заменяют стальные тросы.
- Прочностные свойства волокон кевлара объединяют с термостойкостью карбона и получают гибридный материал - карбон-кевлар . Его используют для строительства корпусов лодок, способных развивать высокую скорость.
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. О других материалах высоких технологий читайте .
Высокопрочное волокно элегантно вписалось в современную жизнь. Немногие знают, что именно представляет собой данное химическое соединение. Материал, изначально синтезированный для шин автомобилей, быстро распространился, найдя свою нишу в других сферах. Впрочем, обо всем по порядку.
Кто изобрел кевлар?
Впервые синтез был произведен в 1965 году сотрудницей химического концерна Dupont Стефани Кволек. Она занималась пара-арамидами. Очередным заданием было получить прочные полимерные нити, чтобы заменить корд из стали в шинах автомобилей.
Кволек решила изменить технологию, применив раствор пара-арамида, а не цельное вещество. Внешний вид получившейся субстанции не отвечал никаким требованиям. Инженер отказывался заливать в машину мутный раствор, напоминающий самогон, вместо темной патоки. Но женщина смогла убедить его пойти на эксперимент.
Удивлению химиков не было предела: оборудование беспрепятственно вытягивало нить. Когда пришли результаты тестирования получившейся пряжи, Стефани решила, что прибор вышел из строя, так как высокие цифры не свойственны синтетическим полимерам. Но, повторные исследования твердили свое – по прочности вещество превосходит сталь.
Какими свойствами обладает материал кевлар?
Цель достигнута! Пряжа заменит тяжелый металлический сплав в шинах. Дальнейшие исследования принесли еще больше приятных неожиданностей.
Оказалось, качества нитей ухудшаются только под постоянным действием высоких температур. При температуре 160 градусов, прочность начнет сокращаться на 10-20 %, через 20 суток. Чтобы полимер подвергся разложению, необходима температура свыше 430 градусов. Низкие температуры только увеличивают показатели прочности и эластичности волокна.
Помимо этого, материал имеет следующие характеристики:
- небольшой вес и маленькая плотность – метр кевларовой ткани весит до 60 г;
- стойкость к действию растворителей;
- низкая электропроводность;
- устойчивость к коррозии;
- стойкость к механическому воздействию.
Наряду с преимуществами, есть небольшие недостатки:
- впитывание влаги и подверженность ее влиянию;
- снижение эксплуатационных свойств, при воздействии ультрафиолета.
Углеволокно превосходит кевлар по показателям прочности и устойчивости к температурам. Попытки объединить эти два материала, привели к отрицательным последствиям. Такие ткани потяжелели, стали восприимчивее к воде, потеряли прочность.
Где применяется кевлар?
Волокно используют в различных целях и сферах:
- изготовление шин и кузовов автомобилей;
- укрепление кабелей (медных и оптоволоконных);
- кораблестроение;
- космическая и авиационная промышленность;
- изготовление ортопедических изделий;
- спортивный инвентарь;
- одежда;
- музыкальные инструменты;
- средства защиты для силовых подразделений, военных, работников (при выполнении должностных обязанностей в экстремальных условиях).
Какая изготавливается одежда из кевлара?
Различную спецодежду и спортивную форму усиливают отдельными нитями.
Тактические перчатки из кевлара являются потомком кастета. Они обеспечат сокрушающий удар и сохранят руку от повреждений. Изделия популярны у бойцов и гражданского населения. Их эффективно одевать при работе в условиях высокой температуры, с металлами, острыми предметами.
Производится усиление наколенников и налокотников. Страйкболисты применяют футболки со вставками, мотоциклисты – носят волокнистые шлемы. Незаменимым помощником для работы лесорубов станет куртка из кевлара. Любой одежде можно придать дополнительной прочности, но эти варианты наиболее распространены.
Разработка средств защиты от огнестрельного оружия проводилась в четыре этапа. Сначала, выясняли способность волокна на выполнение этой миссии. Затем, рассчитывали количество слоев, необходимых для защиты от пуль различных калибров, выпущенных с различного расстояния. Первая модель появилась в 1973 году. Всплыли все недостатки волокна. Завершающим этапом стала разработка бронежилета из кевлара, устойчивого к влаге и ультрафиолету.
Данное торговое наименование было дано фирмой «DuPont», которая сама же и выпускает так называемые . Впервые кевларовые волокна были разработаны практически под конец ХХ века под предводительством Стефани Кволека, и целью их создания было получение не только более прочного материала для автошин, но и менее грузного.
Свойства ткани кевлар
Полученные нити, можно сказать, обладают суперпрочной структурой, превышающей крепкость стали аж в пять раз, а по жесткости доминируют в сравнении со стекловолокном. Будучи безопасным для здоровья своего носителя, эта материя почти безразлична к перепадам температур и не теряет своих свойств, также он не возгорается и не плавится.
Подобные изделия способны защитить от ударов и порезов, при этом они не являются проводниками электричества. Но, несмотря на все это, слабые моменты у них тоже имеются: так, воздействие солнца и влаги негативно сказывается на качестве волокон, хотя сегодня их покрывают специальным оберегающим слоем.
Правильный уход и применение
Учитывая все эти показатели, нужно иметь в виду, что частая стирка (даже химическая чистка) не пойдут на благо вещи из ткани кевлар, поэтому делать это нужно по необходимости. Так как кевлар стоек к термическим обработкам, его спокойно можно гладить, но сушить лучше в тени, подальше от дневной звезды.
Область, где используют эти нити, все больше и больше расширяется: их стали добавлять вперемешку с другими элементами, чтобы придать вещам высокие показатели прочности. Выпускаются разные виды защитных спецодежд, бронижилетов, шин, защитные перчатки, джинсы и многое другое. Хоть и прогресс постоянно наступает на пятки, кевлар можно заслуженно назвать современной тканью, которая обеспечит своему хозяину защиту от повреждений и сохранит чувство безопасности.
Технические инновации шаг за шагом преобразуют окружающий нас мир, и никого уже не удивляют материалы, свойства которых совсем недавно показались бы фантастическими. Среди таких высокотехнологичных материалов – кевларовая ткань, которая совершила переворот в средствах защиты людей опасных профессий. Полученный более полувека назад материал кевлар оказался прочнее стали, при этом из его нитей можно ткать полотно или использовать их для создания разнообразных технических приспособлений, отличающихся прочностью и устойчивостью к пламени .
Этот уникальный полимер, как и многие другие синтетические волокна, был получен в лабораториях всемирно известного концерна Дюпон. Его официальным создателем является химик Стефани Кволек, руководительница группы, занимавшейся проблемой синтеза прочных полимерных волокон для армирования шин. В 1964 году Кволек предложила новый способ получения полиарамидных нитей – не из расплава, как для большинства полимеров, а из раствора. Поликонденсированный параарамид растворяют в кислоте, а затем из раствора выращивают непрозрачные кристаллические волокна различной плотности, имеющие желтовато-золотистый цвет; в среднем их толщина составляет примерно 11 мкм. Кристаллическая структура такого волокна представляет собой стержень, в сечении которого лежит бензольное кольцо, что придает структуре очень высокую прочность . При тестировании на разрыв первых лабораторных образцов полиарамидных волокон исследователи даже решили, что аппаратура неисправна, поскольку полученная прочность (до 260 сн/Текс) оказалась в несколько раз выше, чем у стали, и к тому же новые полимеры оказались гибкими и легкими. Для дальнейшего применения волокна скручивают в нить, их количество в одной нити может быть различным. Из нитей с количеством волокон до 1000 производят кевлар ткань, более толстые нити (до 10 тысяч волокон) используются в технических целях, для армирования различных материалов и для производства канатов.
В 1975 году новый сверхпрочный полимер поступил в продажу под торговой маркой Kevlar. Он, как и предполагалось, использовался в качестве армирующего материала для шин. Кроме того, он нашел применение для различных композитных материалов, для производства кабельной продукции, протезов, спортивного оборудования и т.п. Большую долю выпускаемой продукции занимает ткань кевларовая, которую используют в основном для производства средств индивидуальной защиты. Вне зависимости от формы выпуска, полиарамидные волокна и нити из них обладают такими характеристиками:
- большая прочность на растяжение и на разрыв (порез);
- небольшая плотность (30-60 г/кв.метр);
- усиление прочности при понижении температуры вплоть до – 200 градусов;
- высокая упругость;
- химическая стойкость;
- низкая электропроводность;
- устойчивость к горению и плавлению;
- отсутствие коррозии;
- нетоксичность.
Однако кевларовые волокна имеют и свои недостатки. Их прочность уменьшается при повышении температуры, и при 450 градусах происходит процесс терморазложения. Они нестойки к действию УФ-излучения, утрачивают прочность при истирании и намокании. Однако при этом ткань кевлар является достаточно мягкой и имеет способности к воздухообмену, что позволяет использовать ее для одежды и обуви специального назначения.
Области применения кевлара
Процесс совершенствования свойств кевлара происходит постоянно, и в настоящее время выпускается несколько разновидностей этого уникального волокна, ориентированных на определенную область применения. Среди них такие марки, как:
- К29, который применяется для повышения прочности кабелей, армирования шин, шлангов и в военной промышленности (индивидуальных защитных средств и брони);
- К49 – высокомодульное волокно для оптоволоконной продукции, армирования композитов, изготовления ткани, спортивных аксессуаров, судостроения, авиационно-космического комплекса;
- К2100 – цветные нити, которые используют для оплетки канатов и кабелей, производства защитной одежды и аксессуаров;
- К119 – с повышенной гибкостью, применяется для армирования резиновых изделий;
- АР (advanced performance) – кевлар нового поколения, прочность которого на 15% выше. чем у базовой марки К29;
- КМ2 и КМ2+ – высокопрочное волокно для изготовления бронежилетов, пуленепробиваемых шлемов и других средств защиты военных и работников силовых структур;
- ХР – композитный материал на основе смолы повышенной вязкости и кевлара КМ2+.
Отдельно следует выделить кевларовые волокна с алюминиевым покрытием, которые способны выдерживать температуру до 500 градусов. Они способны защитить от брызг металла, контакта с раскаленными поверхностями и даже какое-то время от открытого пламени и используются в защитных костюмах для пожарных, металлургов, работников других опасных профессий.
Кроме применения волокна для разнообразных технических конструкций, ткань кевлар является основой наиболее распространенной защитной одежды. Изобретательница этого материала Стефани Кволек считала своим главным достижением спасение множества жизней благодаря кевларовым бронежилетам, шлемам и другим средствам защиты, которые сейчас используются военными подразделениями НАТО
. Опытным путем было установлено, что надежную защиту от пули обеспечивают семь слоев материала. При этом кевларовые слои покрывают водостойким светонепроницаемым материалом, чтобы не допустить уменьшения прочности вследствие намокания или воздействия ультрафиолета.
Распространенной является также ткань кевлар, созданная путем армирования обычного материала полиарамидными волокнами. Она характеризуется повышенной прочностью и долговечностью и может быть использована для создания защитных костюмов и аксессуаров работникам различных профессий. Также кевларовый материал находит применение в виде вставок в обычную одежду, износостойких и непрокалывающихся стелек, защитных перчаток и т.п. Такие аксессуары ценятся работниками силовых подразделений, любителями экстремальных видов спорта и людьми, ведущими активный образ жизни, в частности, страйкболистами, сноубордистами, байкерами. Хотя ткань кевлар стоит довольно дорого (порядка 30 долларов за квадратный метр), ее надежность и защитные свойства вполне оправдывают такие расходы.
Правила ухода
При уходе за защитными приспособлениями нужно помнить, что кевлар – это полимер, который не переносит намокание, ультрафиолетовые лучи и химическую чистку, поэтому при уходе за ним нужно придерживаться рекомендаций производителя. Концерн Дюпон гарантирует сохранение защитных свойств и прочности своей кевларовой продукции до 10 циклов стирки. Выстиранные вещи следует сушить в закрытом помещении, а вот воздействие тепла им не вредит. Что же касается воздействия различных химикатов, особенно содержащих хлор, то контакт с ними крайне нежелателен, хотя очистка с помощью кислородных отбеливателей вполне допустима.
,Кевлар является зарегистрированным товарным знаком пара-арамидного синтетического волокна, он принадлежит к обширной группе арамидных волокон, таких как Nomex и Technora. Разработанный специалистами в компании DuPont в 1965 году, этот высокопрочный материал был впервые коммерциализирован в начале 1970-х годов и использовался в качестве замены стали в гоночных шинах. Как правило, кевлар распространяется в форме тросов или ткани, которая может быть использована самостоятельно или в качестве элемента в составных композитных материалах.
В настоящее время кевлар имеет множество применений, начиная от велосипедных шин и парусов яхт и прочих судов до бронежилетов (из-за высокого отношения прочности на растяжение к весу; по этому показателю кевлар в 5 превосходит сталь). Он также используется протезно-ортопедической промышленности для увеличения износостойкости частей углепластиковых стоп. Из кевлара делают диффузоры акустических динамиков.
Аналогичное волокно, которое называлось Twaron, с примерно такой же химической структурой было разработано специалистами компании Akzo в 70-х годах прошлого века, его коммерческое производство началось в 1986 году. В настоящее время волокно Twaron производит компания Teijin.
Полипарафенилентерефталамид - который и продается под брендом кевлар - был изобретен американским химиком польского происхождения Стефани Кволек во время ее работы в DuPont. Причиной начала разработки нового вещества стал назревавший в то время дефицит бензина. В 1964 году группа Кволек начала поиски нового легкого и прочного волокна для использования в легких, но при этом прочных шинах. В то время она работала с рядом полимеров - полибензамидом и поли/п-фенилен терефталатом. На базе этих компонентов исследовательница смогла получить волокно, которое, в отличие от нейлона, не являлось ломким. Уже к 1971 году был получен современный образец кевлара. Тем не менее, Кволек не принимала активного участия в разработке изделий из кевлара и способов его применения.
1 История
2 Производство
3 Структура и свойства
4 Тепловые свойства
5 Применения
5.1 Защита
5.1.1 Криогеника
5.1.2 Броня
5.1.3 Средства индивидуальной защиты
5.2 Спортивный инвентарь
5.2.1 Обувь
5.3 Музыка
5.3.1 Звуковое оборудование
5.3.2 Струны
5.3.3 Барабаны
5.4 Другие области применения
5.4.1 Танцы с огнем
5.4.2 Сковороды
5.4.3 Веревки, кабели, оболочки
5.4.4 Выработка электроэнергии
5.4.5 Строительство зданий
5.4.6 Тормоза
5.4.7 Температурные компенсаторы и шланги
5.4.8 Физика элементарных частиц
5.4.9 Смартфоны
6 Композитные материалы
Производство
Кевлар синтезируется в растворе из мономеров фенилен-1.4-диамина (пара-фенилендиамин) и терефталоилхлорида при помощи реакции конденсации. Соляная кислота является в данном случае побочным продуктом. В результате получается вещество с особенностями жидких кристаллов, полимерные цепи которого ориентируются в одном направлении, что позволяет сформировать прочное волокно. Первоначально в качестве растворителя для полимеризации использовался гексаметилфосфорамид (ГМФА), но по соображениям безопасности специалисты DuPont заменили его раствором N-метил-пирролидона и хлористого кальция. Поскольку данный техпроцесс уже был запатентован компанией Akzo (см. выше) для производства Twaron, данный шаг DuPont послужил причиной начала судебного разбирательства в области патентного права.
Реакция фенилен-1.4-диамина (пара-фенилендиамин) и терефталоилхлорида, результатом которой является кевлар
Производство кевлара (полипарафенилентерефталамида) является относительно дорогостоящим процессом из-за трудностей, связанных с использованием концентрированной серной кислоты, необходимой для поддержания нерастворимого в воде полимера в растворе в процессе его синтеза и образования волокон.
Доступно несколько сортов кевлара:
Кевлар K-29 - применяется в промышленных приложениях, таких как кабели, заменители асбеста, тормозные колодки, броня для тела / транспортного средства;
Кевлар K49 - материал с высоким модулем упругости, который используются при создании кабелей и веревок;
Кевлар K100 - цветная версия кевлара;
Кевлар K119 - обладает высоким удлинением, гибкостью и относительно высокой усталостной прочностью;
Кевлар K129 - характеризуется более высокой прочностью, по сравнению со стандартным кевларом; широко используется для баллистических приложений;
Кевлар AP - прочность на растяжение на 15% выше, чем у K-29;
Кевлар XP - комбинация легковесной смолы и волокон KM2;
Кевлар KM 2 - улучшенные баллистические характеристики, применяется при создании брони.
Воздействие ультрафиолетовой составляющей солнечного света ведет к деградации и распаду кевлара. Поэтому он редко используется на открытом воздухе без защиты от солнечных лучей.
Структура и свойства
После образования волокон кевлара их прочность на растяжение составляет около 3620 МПа, а относительная плотность 1,44. Своей высокой прочностью полимер обязан множеству связей между мономерами. Эти связи имеют большее влияние свойства на кевлара, чем ван-дер-ваальсовы силы и длина цепи, которые обычно влияют на свойства других синтетических полимеров и волокон, таких как Dyneema. Наличие солей и некоторых других примесей, особенно кальция, может повлиять на свойства конечного продукта, и при производстве стараются избежать включения примесей в состав кевлара.
Тепловые свойства
Кевлар сохраняет прочность и упругость до криогенных температур (-196 ° C). На самом деле при низких температурах он становится немного прочнее. При более высоких температурах прочность на растяжение сразу же уменьшается примерно на 10-20%, а через несколько часов непрерывного теплового воздействия прочность на растяжения снижается еще сильнее. Например, при 160 ° C (320 ° F) снижение прочности на 10% происходит примерно после 500-часового теплового воздействия. При 260 ° C (500 ° F) 50%-ное снижение прочности происходит после 70 часов воздействия источника тепла.
Применения
Защита
Криогеника (физика низких температур)
Кевлар часто используется в области физики низких температур. Это обусловлено его низкой теплопроводностью и высокой прочностью по сравнению с другими материалами, которые применяются для создания подвесов. Чаще всего кевлар используется для отделения емкости с парамагнитными солями от сердечника сверхпроводящего магнита для того, чтобы свести к минимуму утечки тепла в парамагнитный материал. Он также используется при создании [конструктивных] элементов жесткости или структурной поддержки для объектов, где требуются низкие утечки тепла.
Броня
Кевлар является довольно известным и популярным компонентом личной брони, такой как боевые шлемы, баллистические маски для защиты лица и баллистические жилеты. В качестве ключевого компонента шлема и бронежилета типа PASGT и их аналогов, которые используется вооруженными силами Соединенных Штатов с 1980 года, выступает кевлар. Другие военные применения включают пуленепробиваемые маски, которые используются караульными, и подшлемники, которые используются для защиты экипажей бронетанковой техники. Даже в авианосцах класса "Нимиц" броня из кевлара используется вдоль жизненно важных пространств. Если рассматривать гражданское применение материала, необходимо отметить, что он используется в снаряжении для защиты работников органов экстренного реагирования, если сфера их деятельности подразумевает контакты с объектами, имеющими высокую температуру (например, борьба с огнем). К данной области также относятся бронежилеты из кевлара, которыми пользуются сотрудники полиции, сил собственной безопасности частных организаций и бойцы спецназа.
Средства индивидуальной защиты
Кевлар используется для изготовления перчаток, рукавов, курток, ковбойских "наштанников" и других элементов одежды, которые предназначены для защиты пользователей от порезов, ссадин и воздействия тепла. Защитное снаряжение из кевлара зачастую значительно легче и тоньше, чем аналоги, которые сделаны из более традиционных материалов.
Спортивный инвентарь
Он используется в качестве внутренней обкладки для некоторых велосипедных шин, что ведет к предотвращению проколов. В настольном теннисе слои кевлара добавляются на ракетки, чтобы увеличить отскок и добиться снижения веса. Он используется при производстве безопасной одежды для мотоциклистов, особенно в элементах защиты плеч и локтей. В Кюдо - японское искусство стрельбы из лука - волокна кевлара могут использоваться при создании тетивы. В данном случае материал выступает в качестве альтернативы более дорогим волокнам конопли. Этот материал наиболее часто используется при создании несущих тросов для парапланов. В фехтовании он используется для создания защитных курток, брюк, нагрудников и элементов масок. Теннисные ракетки зачастую также содержат элементы из кевлара. Он используется даже в парусах для гоночных лодок с высокой производительностью. Кевлар все чаще используется в "пето" - мягком покрытии, которое защищает лошадей пикадоров на арене.
Обувь
Впервые в обувной индустрии достижениями в области технологии создания продуктов на базе кевлара воспользовалась компания Nike. Ее специалисты применили кевлар в серии кроссовок Elite Series II (усовершенствованный вариант более ранней версии баскетбольных кроссовок). Это было сделано для уменьшения эластичности носка обуви. Ранее для этой цели применялся нейлон, но кевлар расширялся примерно на 1% по сравнению с нейлоном, который расширился примерно на 30%. Подобную обувь компания сейчас выпускает под марками LeBron, HyperDunk и Zoom Kobe VII. Однако эти кроссовки были представлены в ценовом диапазоне, который намного выше, чем средняя стоимость баскетбольной обуви.
Кевлар также использовался в качестве нашивок для контроля скорости в некоторых моделях Soap Shoes, а также послужил в качестве материала для шнурков футбольных бутс премиум-класса Adidas F50 adiZero Prime.
Музыка
Звуковое оборудование
Также было установлено, что кевлар имеет полезные акустические свойства. В настоящее время ткани на его основе применяются при создании диффузоров акустических динамиков (низких и средних частот). Кроме того, кевлар используется в качестве силового элемента в волоконно-оптических кабелях, таких как те, которые используются для передачи аудио данных.
Струны
Кевлар можно использовать в качестве акустического ядра в струнах для струнных инструментов. Физические свойства кевлара придают струнам прочность, гибкость и стабильность. На сегодняшний день единственным производителем этого вида струн является компания CodaBow.
Барабаны
Иногда кевлар используется в качестве материала для маршевых малых барабанов (со струнами вдоль нижней мембраны). Его использование позволяет добиться очень высокого натяжения, в результате чего на выходе имеем довольно чистый звук. Как правило, кевлар покрывают слоем смолы для герметичности, а поверх добавляется слой нейлона, чтобы обеспечить плоскую ударную поверхность.
Другие области применения
Танцы с огнем
Фитили для реквизита танцев с огнем создаются из композитных материалов, в которых содержится кевлар. Кевлар сам по себе плохо впитывает горючие вещества, поэтому его смешивают с другими материалами, такими как стекловолокно или хлопок. Высокая термостойкость позволяет повторно использовать фитили из кевлара довольно много раз.
Сковороды
Иногда кевлар используется в качестве заменителя тефлонового покрытия некоторыми производителями антипригарных сковород.
Веревки, кабели, оболочки
Кевлар используется в плетеных канатах и кабелях, где волокна из кевлара группируются параллельно, а с внешней стороны покрываются полиэтиленовой оболочкой. Кабели используются в подвесных мостах. Кевлар широко используется в качестве защитной внешней оболочкой для волоконно-оптического кабелей (материал защищает кабель от повреждения и перекручивания).
Плетеные оболочки из кевлара производят следующие компании:
A.W. Chesterton Company (chesterton.com). Ее продукт под маркой Chesterton 1740 является промежуточной оплеткой из кевларового волокна и политетрафторэтилена (тефлон, ПТФЭ). Основные характеристики Chesterton 1740: температурные пределы - 260 °C (500 °F), химическая стойкость - рН 4-11, предел по давлению 20 бар/г (300 фунтов на квадратный дюйм). Каждая нить волокна индивидуально покрывается ПТФЭ для того, чтобы лучше рассеивать тепло. Производитель Chesterton 1740 предлагает различные комбинации компонентов промежуточной оплетки, что позволяет добиться нужного сопротивления давлению, воздействию температуре, химических веществ и износа.
Компания Diflon (diflo n.it) предлагает плетеные оболочки KV series (-100 - 400 °C; 50 - 100 бар), состоящие из кевларового волокна и политетрафторэтилена. Оболочки отличаются повышенной термостойкостью. Эта оболочка не окрашивает прилегающие поверхности, имеет низкий коэффициент трения и рассеивает тепло. Применения: очистка сточных вод, система шлюзования, клапаны низкого давления, валы поршневых двигателей, работа с кислотами, щелочами, маслом. Продукт имеет универсальное применение, кроме работы с кислородом, сильными щелочами и окислителями. Продукт подходит для предприятий бумажной промышленности, нефтехимической и химической промышленности и станций электропередач.
Продукт DEPAC Anstalt Establishment (depac.at) является отличной альтернативой оплетке на основе асбеста. Кевларовая оплетка особенно эффективна при работе с твердыми материалами и в бумажной промышленности, на сталелитейных заводах, очистных сооружениях и в сахарной промышленности. Специальное 4-элементное высокоплотное диагональное плетение DEPAC сочетает в себе химическую стойкость с высокой прочностью, что гарантирует оптимальное уплотнение с минимальным контактным давлением.
Выработка электроэнергии
Кевлар был использован учеными из Технологического института Джорджии (США) в качестве базы для эксперимента по созданию одежды, способной генерировать электроэнергию. Это было сделано путем переплетения нанопроводов оксида цинка в ткани. В случае успеха проекта, новая ткань будет генерировать около 80 милливатт на квадратный метр.
Строительство зданий
Убирающаяся крыша из кевлара площадью более 5.5 тыс. квадратных метров была ключевой частью проекта Олимпийского стадиона в Монреале на летних Олимпийских играх 1976 года. Это сооружение было невероятно неудачным, так как крыша была завершена с опозданием на десять лет, а еще через десять лет (в конце мая 1998 года) после ряда проблем ее пришлось заменить.
Тормоза
Штапелированное волокно было использовано в качестве замены асбесту в тормозных колодках. Пыль, которая является побочным продуктом работы из тормозов на базе асбеста, отличается высокой токсичностью, в то время волокно из арамида являются более удачным вариантом.
Температурные компенсаторы и шланги
Кевлар может применяться в качестве армирующего слоя в резиновых сильфонных трубных компенсаторах и резиновых шлангах, которые предназначены для использования в условиях высоких температур и должны отличаться высокой прочностью. Он также может использоваться в виде слоя оплетки, используемой на внешней стороне пожарного шланга, чтобы добавить последнему большую степень защиты от острых предметов.
Физика элементарных частиц
Тонкое окно из кевлара было использован в ходе эксперимента NA48 в ЦЕРН. Материал применялся, чтобы отделить вакуумную камеру от камеры с атмосферным давлением. Серия экспериментов по физике элементарных частиц NA48 касалась изучения механизма распадов каонов. Участие в научной работе принимали более 100 физиков, преимущественно из Западной Европы и России (ОИЯИ).
Смартфоны
Линейка смартфонов Motorola RAZR отличается наличием задней части корпуса из кевлара. Разработчики устройства отдали предпочтение этому материалу перед другими, такими как углеродное волокно, благодаря его устойчивости к механическим воздействиям и отсутствию помех для передачи сигнала.
Композитные материалы
Арамидные волокна широко используются для армирования композитных материалов, часто тот же кевлар используется в сочетании с углеродным волокном и стекловолокном. Матрицей для высокопроизводительных композитов, как правило, служит эпоксидная смола. Типичные области применения включают производство монококов для гоночных болидов серии F1 (тип пространственной конструкции, в которой (в отличие от каркасных или рамных конструкций) внешняя оболочка является основным и, как правило, единственным несущим элементом); вертолетных лопастей, инвентаря для тенниса, настольного тенниса, бадминтона и сквоша, производство байдарок, бит для крикета, клюшек для хоккея на траве и палок для лакросса.