Historie kevlaru

Vznik kevlaru udává mnoho zdrojů různě. O vznik kevlaru se zasloužila Stephanie Kwolek, výzkumný vědec laboratoře DuPont v roce 1965 spřádáním vláken kapalného krystalického roztoku.

V roce 1970 Herb Blades vymyslel způsob pletení dutého vlákna z kevlaru a o rok později nastala hromadná výroba. Původně kevlar sloužil jako náhrada ocelových výstuří pneumatik.

Popis kevlaru
Kevlar se používá všude tam, kde je třeba mimořádně vysoké pevnosti a výjimečné tepelné odolnosti. Z kevlaru se vyrábějí např. části letounů a raketoplánů, části brzd a podvozků, neprůstřelné vesty, boty proti nášlapným minám, převodové řemeny, optické a telekomunikační kabely, ochranné přilby, různé druhy sportovního vybavení a řada dalšího.

Výroba

Polymer z iontové složky (CaCl2), která se váže na vodíkové můstky a z organického rozpouštědla (N-metylpyrolidon). Sloučenina se zvlákňuje přes trysku, vlákna pak ztuhnou při průchodu spřádací lázní, suší se a louží při teplotě 300-400 C.


Aramidová stříž

Podle Federální obchodní komise (The US Federal Trade Commission) je aramidové vlákno definováno jako "vlákno vyrobené z polyamidu s dlouhým uhlovodíkovým řetězcem, jehož alespoň 85% peptidických vazeb spojuje dvě aromatická jádra".

Vyrábí se navíjením pevného vlákna z kapalného roztoku, což je umožněno iontovou složkou reakční směsi (chlorid vápenatý), která se váže na vodíkové můstky amidové skupiny, a volbou organického rozpouštědla (N-methylpyrrolidon).

Výsledkem je materiál s vlastnostmi tekutého krystalu s polymerovými řetězci orientovanými ve směru vlákna.

Výroba kevlaru je nákladná díky obtížím spojenými s použitím koncentrované kyseliny sírové, která je zapotřebí k tomu aby udržela vodou nerozpustný polymer v roztoku v průběhu syntézy a soukání.

Aramidová vlákna

Patří do skupiny tzv. high performance fibers("nejvýkonnějším vláknům")
Vlákna kevlaru se skládají z dlouhých molekulových řetězců sestávajících z poly-paraphenylene terephthalamide. Je zde také mnoho meziřetězcových vazeb což dělá materiál extrémně pevným. Kevlar získává svou pevnost částečně také z vodíkových vazeb mezi karbonylovými skupinami a protony na sousedních polymerových řetězcích a částečně také z pi vazby mezi nahromaděnými vlákny. Tyto vazby mají větší vliv na Kevlar než Van der Waalsovy síly a délka řetězce, která jinak běžně ovlivňuje vlastnosti ostatních syntetických polymerů jako je Dyneema apod. Přítomnost solí a dalších nečistot obzvláště přítomnost vápníku může interferovat s mezivlákennými vazbami proto se při výrobě kevlaru dbá velké čistoty a opatrnosti aby se roztok neznečistil. Struktura kevlaru se skládá z relativně pevných molekul které mají snahu se ukládat do spíše planární listové struktury.

Porovnání vlastností kevlaru s dalšími materiály:

Vlastnosti aramidového vlákna

Mimo vysoké pevnosti a odolnosti proti horku se aramidy vyznačují značnou odolností vůči chemkáliím. Vlákna se netaví, teprve při cca. 400°C zuhelnatí.
Když se kevlar stočí výsledné vlákno má vysokou pevnost v tahu (cca 3000 Mpa), relativní hustotu 1,44 g/cm3 a nekoroduje. Když se použije jako tkaný materiál, dá se použít na kotvící lana a další aplikace pod vodou.

Tepelné vlastnosti Kevlaru
Kevlar má velmi dobrou odolnost proti vysokým teplotám, zachovává si svou pevnost a pružnost i ke kryogenickým teplotám (-196°C); dokonce je o něco pevnější při nízkých teplotách. Při vysokých teplotách je pevnost v tahu snížena o 10-20%, a již po několika hodinách se pevnost nadále snižuje. Například při 160°C se snížení pevnosti o 10% projeví po 500 hodinách. Při 260°C se snížení pevnosti o 50% projeví po 70 hodinách. Při teplotě 450°C kevlar sublimuje.
Ultrafialová složka slunečního záření degraduje a rozkládá Kevlar, díky čemuž je zřídka používán v outdoorových aplikacích bez ochrany před slunečním světlem.

K nevýhodám patří malá odolnost proti ultrafialovému záření a vlhku a obtížná barvitelnost.

jsou textilie z polyamidů z dlouhým uhlovodíkovým řetězcem, z jehož peptidických vazeb nejméně 85 % musí být spojeno se dvěma aromatickými jádry. Označení aramid vzniklo ze spojení slov aromatický polyamid.

Para-aramidy (p-fenylen-tereftalamidy, zkráceně PPTA) s podstaně vyšší pevností v tahu a vyšším modulem pružnosti.

Aramid

Struktura vlánka

DuPont

Americká společnost E. I. du Pont de Nemours and Company, známější jako DuPont je jedním z největších světových koncernů v oblasti chemické výroby, zejména výroby a zpracování polymerů.
Firmu založil 19. července 1802 Irénée du Pont jako malou továrnu zabývající se výrobou trhavin. V současnosti tvoří širokou paletu produktů firmy potraviny, elektronika, barvy, plasty a mnoho dalších. Světovou proslulost získaly firmě patenty na materiály jako Nylon, Teflon, Lycra nebo Kevlar.

Centrála firmy DuPont sídlí ve Wilmingtonu ve státě Delaware. Skupina měla v roce 2006 roční obrat okolo 29 miliard dolarů a celosvětově zaměstnává přibližně 60 000 pracovníků.

Specifikace materiálu : Kevlar

Existuje 3est typů kevlaru:

Kevlar XP

Nejnovější typ vyvinutý pro neprůstřelné vesty a balisticky odolné věci se snížením deformace o 15% a hmotnosti o 10%.

Kevlar 29

Původní z druhů kevlaru. Využívá se na balistické aplikace, lana a kabely, ochranné oblečení, přilby a posílení pneumatik a hadic.

Kevlar 49

Má největší pevnost v tahu ze všech aramidů a používá se jako plastické zpevnění trupů lodí, letadel,v kosmonautice, na ochranu optických kabelů a na sportovní potřeby jako rámy kol, rakety, rybářské pruty atd...

Kevlar 100

Barevné nitě z kevlaru , ktere se používají na lana, pásky popruhy , rukavice, ochranné oblečení...

Kevlar 119

Vyšší tažnost, používá se tam kde je vyžadována pevnost a zároveň pružnost, jako jsou pneumatiky a hadice.

Kevlar 129

Je vysoce pevnostní, používaný v armádě na ochranu života, jako jsou balistické vesty a helmy, lana a kabely, a vysokotlaké hadice používané v ropném a plynárenském průmyslu.

Nejčastější průmyslové užití

• ohnivzdorné oblečení
• ochranné oblečení a helmy
• neprůstřelné vesty
• náhrada azbestu
• horkovzdušné filtry
• výztuže pneumatik a jiných gumových výrobků
• kompozitní materiály
• provazy a výztuhy kabelů
• Lodě,letadla,rámy kol
• plachty lodí
• sportovní potřeby
• blány bubnů a reproduktorů

Kevlar ve fireshow

Kevlar je svou tepelnou odolností a v poměru k vlastnostem, cenově přijatelný materiál pro výrobu hořáků.
Kevlarový popruh le náchylný proti tření. Opotřebení hořáku tak vzniká spíše nárazy o zem než odhoříváním.
Při správném zacházení však hořáky vydrží déle než rok.

Pro nástroje na fireshow se vyrábí:
kevlarové knoty:
Tloušťky knotů jsou 1/16" (1/16 palce cca 16mm) a 1/8"(cca32mm).
a šířka knotu od 18mm do120mm.

Lana od provázku po 25mm široké lano.

různé tuby, válečky atd.

Obchod s kevlarem firelovers.com