Obwohl die Kevlarfaser schon vor vielen Jahren erfunden wurde, sind die Menschen immer noch von ihren einzigartigen Eigenschaften begeistert. Dank seiner Parameter und Eigenschaften hat das Material den Bereich der Schutzgewebe revolutioniert.
Kevlar: Was ist das überhaupt?
Kevlar ist ein Gewebe aus synthetischen Fasern mit kristalliner Struktur. Die unglaubliche Festigkeit des Gewebes wird durch den Benzolring im Querschnitt des Kristalls gewährleistet. Das Material ist aufgrund seiner Eigenschaften stärker und haltbarer als Metall und gleichzeitig sehr dünn und leicht.
Jeder lernt Kevlar anders kennen, jeder lernt es aus bestimmten Lebenssituationen. Die moderne Jugend kennt das Material dank des Spiels Rast, in dem Figuren Rüstungen und Munition aus Kevlar kaufen können. Die ältere Generation verbindet die Faser mit Schutzkleidung und Sportgeräten.
Kurz über den Ursprung
Bereits 1975 kam ein Material namens Kevlar auf den Markt und erfreute sich sofort einer enormen Nachfrage, die täglich weiter zunimmt. Dieses einzigartige Polymer wurde in den Laboren des weltberühmten DuPont-Konzerns hergestellt. Offiziell gilt seine Schöpferin als die Chemikerin Stephanie Kwolek.
Damals wurde es als Verstärkungsmaterial für Reifen verwendet. Später fand es Anwendung in verschiedenen Verbundwerkstoffen, Sportgeräten und Kabelprodukten. Kevlar-Gewebe wurde erstmals zur Herstellung persönlicher Schutzausrüstung eingesetzt.
Kevlar-Gewebeherstellung
Viele Menschen, die erstmals von diesem Material erfahren, fragen sich, woraus Kevlar hergestellt werden soll. Zur Herstellung wird eine Lösung aus Calciumchlorid und Methylpyrrolidon verwendet. Durch Zugabe spezieller Reagenzien entsteht eine ungewöhnliche Substanz mit den Eigenschaften von Flüssigkristallen. Der Prozess wird bei niedrigen Temperaturen durchgeführt.
Äußerlich ist das resultierende Polymer eine Krume oder ein Gel, das gewaschen und getrocknet wird. Anschließend wird es durch Spinndüsen geleitet, wodurch Fasern gebildet werden und schließlich Fäden entstehen. Es ist nicht schwer zu erraten, was Kevlar-Fäden sind. Die erhaltenen Fasern werden zu Fäden verdreht, die bereits das fertige Produkt bilden. Anschließend werden sie ein zweites Mal in das Fällbad geschickt, gewaschen und getrocknet.
Bitte beachten Sie! Da die Herstellung von Kevlar mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist, unter anderem durch die Verwendung von Schwefelsäure, ist das Verfahren sehr teuer.
Technische Merkmale und Eigenschaften
Die technischen Eigenschaften und Merkmale von Kevlar sind wirklich einzigartig. Das Hauptmerkmal ist die hohe mechanische Festigkeit. Gleichzeitig sind Masse und Dichte relativ gering.
Kevlar ist ein Material mit einzigartiger Dehnungsbeständigkeit und Selbstverlöschungsfähigkeit. Gleichzeitig brennt oder schmilzt es nicht. Erst bei Temperaturen über 430 Grad beginnt es sich zu zersetzen. Durch die Einwirkung hoher Temperaturen verliert es nicht sofort, sondern erst nach einiger Zeit an Festigkeit.
Es ist beständig gegen organische Lösungsmittel und Korrosion und verfügt über einen hohen Elastizitätsmodul. Bei niedrigen Temperaturen verschlechtert es sich nicht, sondern wird im Gegenteil stärker. Es ist schnittfest und weist eine geringe spezifische elektrische Leitfähigkeit auf.
Anwendungsgebiete von Kevlar
Trotz seiner weiten Verbreitung und Nachfrage wissen nicht viele Menschen, was Kevlar ist. Dabei findet diese hochfeste Faser seit Jahrzehnten vielfältige Anwendung.
Kevlar wird vor allem in Bereichen eingesetzt, in denen es auf folgende Eigenschaften ankommt:
- Verschleißfestigkeit;
- thermische Stabilität;
- geringe strukturelle Härte;
- erhebliche Leichtigkeit;
- gute Festigkeit bei geringem Gewicht.
Daher ist es logisch, dass Kevlar-Gewebe zur Herstellung persönlicher Schutzausrüstung und verschiedener Bekleidung für Militärpersonal und Spezialeinheiten verwendet wird.
Luftfahrtindustrie
Die Eigenschaften von Kevlar, also um welches Material es sich handelt, sind in der Luftfahrtindustrie bekannt. Es wird bei der Herstellung zahlreicher unbemannter Luftfahrzeuge zum Schutz eingesetzt.
Persönliche Schutzausrüstung
Aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften eignen sich Kevlarfasern zur Herstellung persönlicher Schutzausrüstung. Sie werden beispielsweise für Kampfhelme, kugelsichere Westen und ballistische Masken zum Gesichtsschutz verwendet.
Dank Kevlar-Panzerung stellen die Streitkräfte verschiedener Länder spezielle kugelsichere Masken und Sturmhauben für die Besatzungen gepanzerter Fahrzeuge her. Darüber hinaus wird mit Hilfe von Kevlar die Panzerung der Flugzeugträger der Nimitz-Klasse hergestellt.
Kugelsichere Westen aus Kevlarfaser gelten zu Recht als hochwertigste Westen. Solche Panzerungen bieten Schutz vor Streifschlägen kalter Waffen, schwächen die Wirkung von Kugeln und schützen vor dem Eindringen und der Ausbreitung von Splittern. Der Schutz wird durch die einzigartige Leichtigkeit, Festigkeit und relative Haltbarkeit des verwendeten Materials gewährleistet.
Bei der Wahl von Kevlar-Produkten, wie beispielsweise kugelsicheren Westen, sollte man jedoch berücksichtigen, dass das Polymer bestimmte Eigenschaften aufweist. Da die Panzerung weich ist, bietet sie keinen Schutz vor einem Schuss aus nächster Nähe oder einem durchdringenden Schlag mit Messer oder Ahle. Für solche Zwecke werden spezielle Modelle mit speziellen, starren Platten entwickelt. Ein weiterer Nachteil ist die Lichtempfindlichkeit. Bei ständiger und längerer Sonneneinstrahlung beginnt das Material allmählich zu verschleißen.
Da Kevlar-Garn als teures Material gilt, hat eine allgemeine „Kevlarisierung“ bisher nicht stattgefunden. Nur wirtschaftlich entwickelte Länder können es sich leisten, ihre Armeen und Einheiten mit taktilen Produkten aus diesem Material auszustatten.
Handschutz
Taktische Handschuhe mit Kevlar-Platteneinsätzen schützen die Hände vor Verletzungen beim Aufprall auf die Zähne des Gegners und verstärken die Wirkung deutlich. Solche Handschuhe werden auch als eine Art modernes Analogon zum Schlagring bezeichnet. Solche Accessoires sind bei Mitarbeitern von Spezialeinheiten sowie bei Extremsportlern, Outdoor-Enthusiasten und Straßenkämpfern sehr gefragt. Diese Beliebtheit erklärt sich durch ihre Langlebigkeit, Feuchtigkeits- und Beschädigungsbeständigkeit sowie ihre Wärmedämmung. Die Hände in solchen Handschuhen sind umfassend geschützt.
Sportausrüstung
Snowboards, Boote, Paddel, Skier und Sporthelme aus Kevlar sind leicht und äußerst langlebig. Sportartikel aus diesem Material werden sowohl von Amateuren als auch von Profisportlern bevorzugt.
Dieses Material trägt dazu bei, die Schwingungsübertragung zu minimieren und Verformungen unbeschadet standzuhalten. Dank der Plastizität des Materials sind die Produkte vor verschiedenen schweren Schäden und Quetschungen geschützt. Darüber hinaus ist es auch bei hohen Stoßbelastungen absolut sicher und zuverlässig.
Kevlar wird unter anderem für die Innenbeschichtung einiger Fahrradreifen verwendet. Es minimiert das Risiko von Reifenpannen. Tischtennisschläger werden mit Kevlarschichten versehen. Dies erhöht den Rückprall und reduziert das Gewicht. Das Material wird zur Herstellung sicherer Kleidung für Motorradfahrer verwendet. Es wird insbesondere als Ersatz für Kunststoffelemente zum Schutz von Schultern und Ellbogen eingesetzt.
Weitere Anwendungsgebiete
Hohe chemische und mechanische Stabilität sowie die Stärke von Kevlar gewährleisten seine breite Anwendung in verschiedenen Bereichen. Dieses Material gilt als eines der modernsten der modernen Welt.
Am häufigsten wird es für folgende Zwecke verwendet:
- Als Verstärkungsfaser – wird verwendet, um dem Material Leichtigkeit und Festigkeit zu verleihen. Sie dient zur Verstärkung von Kabeln und zum Schutz vor Bruch und Dehnung.
- Im Prozess der Herstellung orthopädischer Prothesen.
- Zur Herstellung von Seilen zeichnen sich Produkte durch Korrosionsbeständigkeit, Zuverlässigkeit, geringes Gewicht und Nichtleitfähigkeit aus. Aufgrund dieser Eigenschaften werden Seile häufig im Schiffbau und Bergbau eingesetzt und ersetzen Stahlkabel.
- Um ein Hybridmaterial namens Carbon-Kevlar zu erhalten, wird es zum Bau von Bootsrümpfen verwendet, die in der Lage sind, erhebliche Geschwindigkeiten zu entwickeln.
- Für die Herstellung des neuesten superstarken Baumaterials namens Kevlarbeton – verwendet zur Herstellung von Pflastersteinen, Fassadensteinen für Mauern, Denkmälern, Bordsteinen, Stufen und vielem mehr. Gleichzeitig sind solche Baumaterialien aufgrund des verwendeten Kevlars recht teuer.
- Für die Herstellung von Angelschnüren – wer professionell angelt, bevorzugt ausschließlich hochwertige Ausrüstung. Auch beim Angeln, insbesondere beim Wels- oder Hechtfang, ist ein Kevlar-Handschuh unverzichtbar.
- Zur Herstellung von Kurbelgehäuseschutz – bietet eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beschädigungen. Es ist hitzebeständig und weist eine hohe Chemikalienbeständigkeit auf. Gleichzeitig ist der Kevlar-Verbundwerkstoff vergleichsweise günstiger.
Kevlarfasern werden heute in vielen Bereichen eingesetzt. Passiver Schutz ist ohne dieses Material kaum noch vorstellbar, und kugelsichere Westen und Helme haben bereits viele Leben gerettet.
