Nonostante la fibra di Kevlar sia stata inventata molti anni fa, le persone continuano a rimanere stupite dalle sue proprietà uniche. Grazie ai suoi parametri e alle sue caratteristiche, il materiale ha rivoluzionato il campo dei tessuti progettati per la protezione.
Kevlar: che cos'è?
Un tessuto in fibra sintetica con struttura cristallina è chiamato Kevlar. L'incredibile resistenza del tessuto è dovuta all'anello benzenico, presente nella sezione trasversale del cristallo. Grazie alle sue caratteristiche, il materiale è più resistente e durevole del metallo, pur essendo molto sottile e leggero.
Ognuno impara a conoscere il Kevlar in modo diverso, ognuno impara cos'è da determinate situazioni di vita. I giovani d'oggi hanno familiarità con questo materiale grazie al gioco Rast, in cui ai personaggi viene offerto di acquistare armature e munizioni realizzate con questo materiale. La generazione più anziana associa la fibra all'abbigliamento protettivo e all'attrezzatura sportiva.
Brevemente sull'origine
Nel lontano 1975, un materiale chiamato Kevlar fu introdotto per la prima volta sul mercato e iniziò subito a godere di una domanda enorme, in continua crescita. Questo polimero unico fu ottenuto nei laboratori della rinomata azienda DuPont. Ufficialmente, la sua creatrice è considerata la chimica Stephanie Kwolek.
All'epoca, veniva utilizzato come materiale di rinforzo per gli pneumatici. In seguito, trovò applicazione in vari materiali compositi, attrezzature sportive e prodotti per cavi. Il tessuto Kevlar iniziò a essere utilizzato per la produzione di dispositivi di protezione individuale.
Produzione di tessuto Kevlar
Dopo aver appreso per la prima volta di questo materiale, molti si chiedono da cosa ricavare il Kevlar. Per ottenerlo, si utilizza una soluzione di cloruro di calcio e metilpirrolidone. A questa vengono aggiunti reagenti speciali, che rilasciano una sostanza insolita con le proprietà dei cristalli liquidi. Il processo viene eseguito a basse temperature.
Esternamente, il polimero risultante è una briciola o un gel che viene lavato e asciugato. Successivamente, viene fatto passare attraverso delle filiere, che formano le fibre e da qui i fili. Non è difficile indovinare cosa siano i fili di Kevlar. Le fibre ottenute vengono intrecciate in fili, che formano il prodotto finito. Successivamente, vengono inviate una seconda volta al bagno di precipitazione, lavate e asciugate.
Notare che! Poiché la produzione del Kevlar comporta notevoli difficoltà, tra cui l'uso di acido solforico, il processo è molto costoso.
Caratteristiche tecniche e proprietà
Le caratteristiche tecniche e le proprietà del Kevlar sono davvero uniche. La caratteristica principale è considerata l'elevata resistenza meccanica. Allo stesso tempo, massa e densità sono relativamente basse.
Il Kevlar è un materiale con una resistenza unica allo stiramento e un'autoestinguenza. Allo stesso tempo, non brucia né si fonde. Solo a temperature superiori a 430 gradi inizia a decomporsi. A causa dell'esposizione ad alte temperature, non immediatamente, ma dopo un certo periodo di tempo, inizia a perdere la sua resistenza.
È resistente ai solventi organici e alla corrosione e ha un elevato modulo elastico. Sotto l'influenza delle basse temperature, non solo non si deteriora, ma anzi si rinforza. È resistente ai tagli e ha una bassa conduttività elettrica specifica.
Campi di applicazione del Kevlar
Nonostante il suo utilizzo e la sua richiesta diffusi, non molti sanno cos'è il Kevlar. Questa fibra ad alta resistenza, tuttavia, ha trovato un'ampia varietà di applicazioni per molti decenni.
Il Kevlar viene utilizzato principalmente in settori in cui sono importanti le seguenti caratteristiche:
- resistenza all'usura;
- stabilità termica;
- bassa durezza strutturale;
- notevole leggerezza;
- buona resistenza con peso ridotto.
È quindi logico che il tessuto Kevlar venga utilizzato per realizzare dispositivi di protezione individuale e vari indumenti destinati al personale militare e alle forze speciali.
industria aeronautica
Le proprietà del Kevlar, e il tipo di materiale che lo compone, sono ben note nell'industria aeronautica. Viene utilizzato nella produzione di numerosi velivoli senza pilota per fornire protezione.
Dispositivi di protezione individuale
Le proprietà meccaniche rendono le fibre di Kevlar adatte alla produzione di protezioni individuali. Caschi da combattimento, giubbotti antiproiettile e maschere balistiche per la protezione del viso vengono realizzati con questo materiale.
Grazie alla corazza in Kevlar, le forze armate di vari paesi realizzano maschere antiproiettile e passamontagna speciali per gli equipaggi dei veicoli blindati. Inoltre, è con l'aiuto del Kevlar che viene realizzata la corazzatura delle portaerei classe Nimitz.
I giubbotti antiproiettile in fibra di Kevlar sono giustamente considerati di altissima qualità. Queste protezioni possono fornire protezione dai colpi di striscio delle armi bianche, attenuare l'impatto dei proiettili e proteggere dalla penetrazione e dalla diffusione di frammenti. La protezione è garantita dalla leggerezza, dalla resistenza e dalla relativa durevolezza uniche del materiale utilizzato.
Allo stesso tempo, quando si dà la preferenza a prodotti in Kevlar, come i giubbotti antiproiettile, è necessario tenere conto delle caratteristiche del polimero. Essendo morbida, la corazza non sarà in grado di proteggere da un colpo a bruciapelo o da un colpo penetrante con un coltello o un punteruolo. Per tali scopi, si stanno sviluppando modelli speciali con pannelli rigidi specifici. Un altro svantaggio è la fotosensibilità. Con l'esposizione costante e prolungata alla luce solare, il materiale inizia a deteriorarsi gradualmente.
Poiché il filo di Kevlar è considerato un materiale costoso, una "kevlarizzazione" generalizzata non è ancora avvenuta. Solo i paesi economicamente sviluppati possono permettersi di equipaggiare i propri eserciti e unità con prodotti tattili realizzati con questo materiale.
Protezione delle mani
I guanti tattici con inserti in Kevlar vengono utilizzati per proteggere le mani dai danni in caso di collisione con i denti del nemico, oltre ad aumentarne significativamente l'impatto. Questi guanti sono anche chiamati una sorta di analogo moderno dei tirapugni. Questi accessori sono molto richiesti tra il personale delle unità specializzate, così come tra gli appassionati di sport estremi, gli amanti dell'outdoor e i combattenti di strada. Tale popolarità è dovuta alla durevolezza, alla resistenza all'umidità e ai danni, nonché al calore. Con questi guanti, le mani saranno completamente protette.
Attrezzatura sportiva
Snowboard, barche, pagaie, sci e caschi sportivi in Kevlar sono leggeri e molto resistenti. Gli articoli sportivi realizzati con questo materiale sono preferiti sia dagli atleti amatoriali che da quelli professionisti.
È questo materiale che contribuisce a ridurre al minimo la trasmissione delle vibrazioni, garantendo la resistenza ai carichi di deformazione senza danni. Grazie alla plasticità del materiale, i prodotti sono protetti da vari danni gravi e da schiacciamenti. Inoltre, è completamente sicuro e affidabile anche sotto l'effetto di carichi d'impatto elevati.
Tra le altre cose, il Kevlar viene utilizzato per il rivestimento di alcuni pneumatici per biciclette. È ciò che riduce al minimo il rischio di forature. Strati di Kevlar vengono aggiunti alle racchette da ping-pong, aumentandone il rimbalzo e riducendone il peso. Il materiale viene utilizzato per realizzare indumenti di sicurezza per motociclisti. Viene utilizzato in particolare per sostituire gli elementi in plastica per proteggere spalle e gomiti.
Altri campi di applicazione
Gli elevati indicatori di stabilità chimica e meccanica, nonché la resistenza del Kevlar, ne garantiscono l'ampia applicazione in vari campi. Questo materiale è considerato uno dei più innovativi al mondo.
Il suo utilizzo più frequente è per i seguenti scopi:
- Come fibra di rinforzo, utilizzata per rendere il materiale leggero e resistente. Viene utilizzata per rinforzare i cavi e proteggerli da rotture e allungamenti.
- Nel processo di produzione di protesi ortopediche.
- Per la produzione di funi, i prodotti si distinguono per la loro resistenza alla corrosione, affidabilità, leggerezza e non conduttività. Grazie a queste caratteristiche, le funi sono ampiamente utilizzate nella cantieristica navale e nell'industria mineraria, in sostituzione dei cavi d'acciaio.
- Per ottenere un materiale ibrido, denominato carbonio-kevlar, si costruiscono scafi di imbarcazioni in grado di sviluppare velocità notevoli.
- Per la produzione del nuovissimo materiale da costruzione super resistente chiamato calcestruzzo in Kevlar, utilizzato per realizzare lastre per pavimentazione, pietre per facciate di muri, monumenti, cordoli, gradini e molto altro. Allo stesso tempo, questi materiali da costruzione sono piuttosto costosi a causa del Kevlar utilizzato.
- Per la produzione di lenze da pesca, chi pratica la pesca a livello professionale dovrebbe dare la preferenza solo ad attrezzature di alta qualità. Inoltre, un guanto in Kevlar sarà indispensabile per la pesca, soprattutto per la cattura di pesci gatto o lucci.
- Per la produzione di protezioni per carter motore: offre un'elevata resistenza ai danni meccanici. È stabile al calore e presenta un'elevata resistenza agli agenti chimici. Allo stesso tempo, il composito in Kevlar è relativamente più economico.
La fibra di Kevlar è oggi utilizzata in numerosi settori. È quasi impossibile immaginare una protezione passiva senza questo materiale, e giubbotti antiproiettile e caschi hanno già salvato molte vite.
