Кевлар – торговое название арамида – полипарафенилентерефталамид, синтетическое волокно высокой механической и термической прочности. Состоит из бензольных колец, соединённых друг с другом через группу -NH-CO-, между водородными и кислородными отростками соседних молекул образуются прочные межмолекулярные связи, обеспечивающие высокую механическую прочность всего волокна.

Главным отличием арамидного волокна является его высочайшая 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). Кроме того, арамидное волокно отличается высокой термической стойкостью. Оно способно длительное время работать при температуре 250 °C, на короткое время температура может повышаться до 400 °C, а при достаточном запасе прочности — ещё выше. Арамид, как и подавляющее большинство других органических соединений, горит в атмосфере кислорода, но концентрации кислорода в воздухе недостаточно для устойчивого горения — волокно быстро самостоятельно гаснет, если находится вне пламени.

Такие характеристики позволили применить арамид для создания современного бронежилета. В общем-то открытие арамида возродило бронежилет. Т.к. при использовании только стали бронежилет стал бы слишком тяжелым и неудобным для ношения. Принцип действия кевларового бронежилета состоит в распределении энергии пули на площади соприкасания. Структура арамида изображена на рис.1. При контакте с пулей расстояние между полимерными нитями в арамиде начинает увеличиваться. Силе давления со стороны пули противодействует химические силы связи полимера, которые гораздо сильнее нежели силы связей в металлах Для увеличения прочности бронежилета используют несколько слоев арамида.

 

 

Кевлар завоевал всемирное признание, как материал, помогающий защитить жизни. При этом он известен далеко не только благодаря средствам индивидуальной бронезащиты, применяемым военными и службами охраны правопорядка. Уникальная комбинация свойств делает Кевлар идеальным решением для большого и постоянно увеличивающегося количества областей применения, в которых уменьшение веса, увеличение прочности и коррозионная стойкость значительно повышают уровень эффективности и безопасности. Сегодня Кевлар используется повсеместно: от авиационных комплектующих до усиленных конструкций подвесных мостов, от тросов подвесных мостов до оптоволоконных кабелей, не говоря уже о большом количестве потребительских товаров. Морские нефтегазовые объекты могут рассчитывать на надежность и прочность, обеспечиваемую кевларом, так как он устойчив к коррозии и растяжению и до 95% легче стали в морской воде. Аэрокосмические компании применяют кевлар с целью повышения безопасности и улучшения эксплуатационных характеристик воздушных судов. Стойкость к температурным перепадам и воздействию химикатов делает кевлар идеальным компонентом для производства тросов и кабелей, применяемых при чрезмерных нагрузках в неблагоприятных условиях. Пульпа и волокна из кевлара повышают эксплуатационные качества и срок службы трансмиссий и комплектующих, применяемых в пассажирских, грузовых и гоночных автомобилях. Перчатки и защитная одежда, сделанные из волокон кевлара обеспечивают исключительную стойкость к порезам и истиранию.

Кевлар применяется в качестве усиливающего материала в волоконно-оптических кабелях. Для обеспечения оптимального функционирования, оптические волокна внутри кабеля должны быть защищены от механических нагрузок. Кевлар обычно наматывается с внешней стороны кабеля, обеспечивает необходимую защиту. По таким функциональным характеристикам, как: электроизолирующие свойства, небольшой вес, малый диаметр, эластичность и простота эксплуатации кевлар также отвечает требованиям, предъявляемым к материалам, используемым в оптоволоконных кабелях. Применяясь в качестве основного усилителя, Кевлар часто комбинируется со смолами и образует Пластик с усилением кевларом (KRP), используемый в условиях, где необходимы такие качества, как: сжатие, эластичность и малый диаметр.

Пол в салоне самолета, багажные полки и перегородки, сделанные из сотового заполнителя на основе бумаги из кевлара, обеспечили такое значительное снижение веса, что сейчас, наверное, не найдется ни одного производителя авиапродукции, планирующего использовать какой-либо другой материал для своих новых самолетов. Помимо легкого веса, бумага из кевлара отличается очень низкой электропроводностью и высокой пожаростойкостью, что является необходимым требованием стандартов безопасности, принятых в авиастроении. Прекрасная термо- и звукоизоляция, обеспечиваемые кевларом, также способствуют повышению комфорта пассажиров.

Применяемые на борту самолетов баллоны для хранения сжатого кислорода (или других газов), корпус которых изготовлен методом намотки нитей кевлара, способствуют снижению общего веса и обеспечивают дополнительный элемент безопасности в полете. Обычные баллоны из легированной стали взрывоопасны, и при взрыве баллона, летящие с огромной скоростью, осколки металла могут стать причиной катастрофы. В свою очередь, баллоны с корпусом из кевлара подвержены исключительно пластическому разрушению, то есть не распаду, а разрыву, в результате которого не образуется осколков.

Многие производители авиационных реактивных двигателей добавляют под капот защитный слой из ткани кевлара, целью которого является остановить оторвавшиеся лопатки или крупные обломки деталей, выбрасываемые наружу центробежной силой, которые потенциально могут нанести повреждения крылу или салону

Морские нефтедобывающие объекты могут рассчитывать на легкий и надежный материал кевлар при выполнении важнейших повседневных операций. В кабелях коммуникаций гидравлических шлангов высокого давления, ведущих от буровой платформы или установки на дно океана и позволяющих управлять находящимся там оборудованием, Кевлар - это основной усиливающий материал, позволяющий использовать гибкие термопластиковые шланги вместо стальных труб. Кевлар также используется для армирования райзеров – труб, по которым нефть со дна океана поднимается на эксплуатационную платформу. Кроме химической и коррозионной стойкости кевлар демонстрирует стойкость к растяжению под нагрузкой и сопротивление ползучести (увеличивающаяся с течением времени деформация растяжения), что делает кевлар прекрасным материалом для жестких условий, связанных с добычей и переработкой нефти на море.